以Li₁₃Si₄為原料采用化學去鋰化法制備了具有層狀結構的非晶硅（α-Si）粉體并對α-Si進行球磨改性,研究了改性前后α-Si在H₂中的氫化行為以及氫化處理對α-Si電極在質子傳導離子液體中的電化學儲氫性能影響。研究結果表明,球磨能明顯減小α-Si粉體的顆粒尺寸,但易引入Fe和Cr金屬雜質并形成Fe₂Si與CrSi₂。氫化時α-Si逐漸發(fā)生晶化,當氫化時間不少于8 h時,α-Si基本完全晶化,氫化后的SiH_x結構由SiH、SiH₂和SiH₃三種成鍵模式組成。球磨改性有助于增加α-Si的初始吸氫量,隨氫化時間延長,α-Si的吸氫量逐漸增大,其中經(jīng)球磨和氫化2、5、8和58 h后的α-Si吸氫量分別達到（質量分數(shù)）0.38%、0.76%、0.91%和3.8%,其吸氫速率比較緩慢。α-Si電極在質子型離子液體中具有電化學吸放氫反應活性,但其放電容量偏低（42～163 mAh/g）,其中球磨和氫化8 h的α-Si經(jīng)20... 

【文章來源】：金屬功能材料. 2020,27(02)

【文章頁數(shù)】：9 頁

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化學去鋰化法制備α-Si粉體的微觀結構、組織形貌與成分以及粒徑分布

球磨處理后α-Si的微觀結構、組織形貌與成分以及粒徑分布

圖4為球磨后的α-Si經(jīng)氫化不同時間的XRD圖譜。由圖4可知,與未氫化的α-Si相比,當氫化時間不少于2 h時,氫化后α-Si在衍射角2θ=28°附近開始出現(xiàn)Si晶體衍射峰,說明α-Si開始發(fā)生晶化。圖5為氫化不同時間α-Si的TEM高分辨及區(qū)域電子衍射圖。由圖5可知,氫化2 h時α-Si中淺色基體的原子排列仍雜亂無序,而在幾個納米尺度的深色區(qū)域中出現(xiàn)原子有序排列,其電子衍射呈現(xiàn)出微弱的衍射環(huán)花樣,結合圖4推測該深色區(qū)域可能是初始晶化的α-Si;氫化5 h時,α-Si中的原子排列有序區(qū)域增多,電子衍射斑點逐漸明顯,說明α-Si已部分晶化;氫化8 h時,其XRD譜中的非晶漫散峰基本消失,電子衍射已形成明顯的衍射環(huán),說明α-Si基本完全晶化并形成了納米晶組織;氫化58 h后,α-Si的電子衍射變?yōu)閱尉降亩S衍射斑點,這表明此時α-Si已完全晶化且其晶粒明顯長大。氫化后α-Si試樣表面形貌如圖6所示,可以看出,氫化后的α-Si粉末形狀不規(guī)則,但表面光滑,顆粒團聚較為嚴重,隨氫化時間增加,粉末顆粒間有燒結和長大的傾向。圖4 球磨后α-Si氫化處理時間時的XRD圖譜

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]射頻功率對非晶硅薄膜光電性能的影響[J]. 山秀文,雷青松,薛俊明,楊瑞霞,安會靜,李廣.  真空. 2011(06)

博士論文
[1]氫化非晶硅薄膜結構及其物理效應[D]. 何劍.電子科技大學 2015



本文編號：3239609