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等离子球磨在等离子下面的分解

发布时间:2019/10/28 8:54:37 | 信息来源:
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等离子球磨

等离子体的高活性粒子吸附并诱发材料表面的活性提高;

利用等离子体对石墨等层状结构材料的减薄、刻蚀、掺杂等,增加材料的活性位点和导电性,可制备出高性能储能材料;

等离子体由纯净气体电离而产生,清洁,不产生污染。





以下为等离子球磨在锂电材料制备中的6个应用领域

阅读时长预计10分钟


01

Sn-C纳米复合材料






02

 Si-C复合材料



等离子球磨制备Si-C复合材料获得石墨烯片层包覆硅颗粒结构


03

锂硫电池材料

等离子球磨剥离的多孔石墨烯提供大比表面积用于分散超微纳米硫粒子,提高硫粒子导电性且产生的孔隙用于物理吸附多硫化锂溶液。介质阻挡等离子放电(DBD)过程中产生的氧官能团修饰的石墨烯进一步为多硫化锂溶液的捕获和限域行为提供发生化学键和的活性位点。







在等离子球磨过程中得到的产品S/G-DBD实现了少量氧掺杂、石墨的原位剥离及形成超微纳米硫。相比于未施加等离子体的S/G电极,集纳米化和原子掺杂石墨烯于一体的S/G-DBD电极,在锂硫电池体系中展示出优越的循环性能和提高的硫利用率。


04

硫化物电池材料

利用等离子体剥离石墨形成纳米石墨片(Graphite Nanosheets),并在球磨的机械力与热效应下将细化的硫化锑(Sb2S3)复合在纳米石墨片上,实现了高容量长循环寿命的硫化锑-石墨纳米片复合负极材料。



采用等离子体辅助球磨技术制备出Sb2S3-C复合锂离子电池负极材料




(a)原始Sb2S3; (b),(c) 负载Sb2S3颗粒的石墨纳米片SEM照片;(d)-(e) 负载Sb2S3颗粒的石墨纳米片的TEM照片; (f) 普通球磨Sb2S3-C的SEM图。




Sb2S3-C电子图像及相应元素分布图




等离子体球磨后Sb2S3-C的(a)循环性能与(b)倍率性能




长循环性能


05

SnO2 包覆三元正极材料

利用等离子体球磨将SnO2高度分散于三元正极材料表面,获得二氧化锡包覆的三元正极材料。同时在等离子能和机械能的协同作用下SnO2氧空位的含量显著提高,氧空位含量的显著提高有助于加速充放电过程中电子的传输速率,提高三元正极材料表面的电子电导率,从而实现了电化学性能优异的复合正极材料的设计与制备。




等离子体辅助球磨技术制备SnO2靶向包覆三元正极复合材料




  • NCM523原始粉末部分团聚,不利于离子电子传输

  • 等离子体球磨后,SnO2材料均匀地分布在NCM523颗粒表面




等离子体辅助球磨,提高NCM523的首效


06

Fe2O3-C负极材料


等离子体球磨不同时间制备Fe2O3/C 复合材料的SEM




等离子体球磨20h制备Fe2O3/C 复合材料的TEM




等离子体球磨机理示意图




等离子球磨对比普通球磨的循环容量对比




P20h样品的倍率性能




等离子球磨不同时长样品的循环性能对比


小结
  1. 等离子球磨对材料具有均匀分散、粒子细化、表面活化的作用;

  2. 等离子球磨技术应用于锡基、硅基、三元等锂电材料制备中,可在等离子体与高能球磨剪切力协同下制造出无序堆叠的纳米石墨片,均匀的包覆于材料,从而提高电池材料的比容量、循环性能及倍率性能。

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