咨询热线:010-63716865

  当前位置 : 首页 > 资讯动态 > 相关技术 > 高效稳定硅基光解水光电极的研究
点击返回新闻列表  
高效稳定硅基光解水光电极的研究
发布时间:2022-11-17    浏览量:2297

硅基负极相较于石墨负极具有较低的电势平台,更高的容量和更便宜的价格。但是循环过程中的容量下降问题一直影响着其商业化应用。为了解决这一重要缺陷,近年来学者们提出了非常多的策略以增强硅基电极在电化学过程中稳定性,其中最重要的一个就是构建稳定的SEI膜。但是目前的研究通常忽略了电解液和Si之间的反应,而这对SEI膜的稳定性关系很大,需要进一步的研究。而在众多副反应中,氟离子与Si的反应是最为常见的问题。为了阻止副反应的发生,一般要求保护层具有良好的导电性,可以选择性的阻断氟离子但对锂离子的扩散没有影响。

本文中,作者针对上述问题,在Si颗粒表面设计了TiN涂层,该涂层具有良好的导电性和对氟离子的选择阻断性。结合XRD、质谱仪、透射电镜等表征,发现对比样品中炭涂层对于氟离子没有阻碍作用,材料在循环过程中形成了Li2SiF6,导致Si和电解质都被不可逆转的消耗掉,严重影响电极的容量。而TiN涂层则可以很好的阻止氟离子穿过涂层,并可以大大提升材料的导电性。实验表明,具有选择性保护层的样品的副反应的反应速率降低了约1700多倍,SEI膜的厚度降低了四倍。


总结来说,通过研究Si和LiPF6之间的反应,提出了一种新的有效地阻碍副反应的方法。所制备的TiN涂层有效地阻止了氟离子扩散到Si颗粒内部发生副反应,并提高了Si的导电性和锂离子扩散系数。这一研究结果对于研发具有高循环能力的高性能硅基负极具有极高的价值和指导意义。


最新文章
高温固体氧化物:SOFC/SOEC材料与电化学测试系统
高温固体氧化物技术作为清洁能源转换的关键路径,涵盖固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)两大方向。SOFC将燃料化学能直接转化为电能,效率不受卡诺循环限制;SOEC则利用电能将水蒸气或CO₂高效电解,生产氢气或合成气。北京中教金源科技有限公司高温固体氧化物测试系统,以“高温电化学测试、精密气氛控制、材料原位表征”为核心功能,为这一前沿领域提供专业研究平台。
光热催化:材料设计、反应机理与系统集成创新
光热催化技术的核心突破,始于对催化材料的理性设计,成于对光场与热场协同作用的深入理解,最终落地于专业实验平台的支撑。北京中教金源科技有限公司光热催化研究平台,以“材料设计、机理研究、系统集成”三维一体的思路,为光热催化领域提供从基础探索到应用验证的完整工具链。
光电催化:光电极材料评价与光电化学测试平台
光电催化技术凭借其能够同时利用光能激发与电场调控的独特优势,成为人工光合作用领域的研究重镇。从直接将太阳能转化为氢能,到将温室气体CO₂升级为燃料,光电催化正在能源与环境领域开辟广阔的应用疆域。北京中教金源科技有限公司光电催化研究平台,以“光电化学测试、IPCE量子效率测量、原位光谱联用”为核心功能,为光电极材料研究与器件开发提供专业工具支撑。
2022-2025@北京中教金源科技有限公司 版权所有 京公安网备11010602007561        京ICP备10039872号

扫码添加客服

服务热线

010-63716865

扫一扫,了解更多