脉冲放电和高能球磨组合制备纳米硅颗粒的储锂性能研究

按照一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,以P型重掺杂晶体硅和N型重掺杂晶体硅为原料,探究不同重掺杂类型对电化学性能的影响。采用脉冲放电和高能球磨组合法制备纳米硅颗粒,获得平均粒径(D50)约为100 nm且尺寸分布均匀的硅颗粒。结果表明:P型重掺杂纳米硅的首次充电比容量为1646.5 m Ah/g、库伦效率为65.92%,经过50圈循环,其可逆比容量保持为1353.7 m Ah/g;N型重掺杂纳米硅的首次充电比容量为1730.7 m Ah/g、库伦效率为66.04%,经50圈循环,其可逆比容量保持为1400.1 m Ah/g。     

火花放电和高能球磨组合高效制备纳米硅颗粒

提出一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,从半导体复合加工方法入手,以重掺杂晶体硅为原料,采用火花放电法高效预制备微米/亚微米硅材料,其平均粒径(D50)约1.45μm,进而通过高能球磨法将尺寸缩减至数十纳米,获得尺寸均布、平均粒径(D50)约60 nm的硅颗粒。微米/亚微米硅材料首次放电比容量较高,超过3500 m Ah/g,但经65次循环,电极的可逆比容量仅剩300 m Ah/g,容量保持率不足15%。纳米硅颗粒首次放电比容量为2717.3 m Ah/g,经65次循环,电极的可逆比容量仍保持有1458.6 m Ah/g,容量保持率高达66.84%。     

金刚石线锯电解磨削切割多晶硅片的试验研究

基于金刚石线锯切割系统,开展了金刚线电解磨削切割多晶硅片试验。结果表明:电解磨削复合加工方法在机械磨削的同时复合了阳极氧化和腐蚀,在硅片表面产生了机械损伤缺陷和电化学腐蚀缺陷。酸制绒时腐蚀反应在两种类型缺陷处顺利进行,形成均匀致密的绒面结构,有效降低硅片表面反射率,有利于后续电池片光电转换效率的提高。     

火花放电和高能球磨组合法制备纳米硅颗粒及微观结构表征

采用火花放电法制备出粒径均匀分布在30~50 nm的纳米硅颗粒,产量为1 g/h。针对其低产率,在火花放电的基础上组合高能球磨法,成功制备出中径(D50)为80 nm的纳米硅颗粒,产量可达100 g/h。利用SEM、EDS、XRD、TEM等手段分别对产物的微观结构进行表征,结果表明:火花放电法所制备的纳米硅颗粒呈球形,且形貌趋于一致,但颗粒内部出现层错等晶体缺陷及非晶区域;而火花放电和高能球磨组合法制备的纳米硅颗粒呈层片状,其形貌差异较大,但颗粒内部几乎未出现非晶区域,层错缺陷更少,晶体结构更好。