以Li₁₃Si₄為原料采用化學(xué)去鋰化法制備了具有層狀結(jié)構(gòu)的非晶硅（α-Si）粉體并對(duì)α-Si進(jìn)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(duì)α-Si電極在質(zhì)子傳導(dǎo)離子液體中的電化學(xué)儲(chǔ)氫性能影響。研究結(jié)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(zhì)并形成Fe₂Si與CrSi₂。氫化時(shí)α-Si逐漸發(fā)生晶化,當(dāng)氫化時(shí)間不少于8 h時(shí),α-Si基本完全晶化,氫化后的SiH_x結(jié)構(gòu)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(shí)間延長(zhǎng),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(dá)到（質(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)子型離子液體中具有電化學(xué)吸放氫反應(yīng)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(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

化學(xué)去鋰化法制備α-Si粉體的微觀結(jié)構(gòu)、組織形貌與成分以及粒徑分布

球磨處理后α-Si的微觀結(jié)構(gòu)、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(shí)間的XRD圖譜。由圖4可知,與未氫化的α-Si相比,當(dāng)氫化時(shí)間不少于2 h時(shí),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(shí)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(shí)α-Si中淺色基體的原子排列仍雜亂無序,而在幾個(gè)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(jié)合圖4推測(cè)該深色區(qū)域可能是初始晶化的α-Si;氫化5 h時(shí),α-Si中的原子排列有序區(qū)域增多,電子衍射斑點(diǎn)逐漸明顯,說明α-Si已部分晶化;氫化8 h時(shí),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(diǎn),這表明此時(shí)α-Si已完全晶化且其晶粒明顯長(zhǎng)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(tuán)聚較為嚴(yán)重,隨氫化時(shí)間增加,粉末顆粒間有燒結(jié)和長(zhǎng)大的傾向。圖4 球磨后α-Si氫化處理時(shí)間時(shí)的XRD圖譜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]先進(jìn)鎳氫電池及其關(guān)鍵電極材料[J]. 陳云貴,周萬海,朱丁.  金屬功能材料. 2017(01)
[2]基于離子液體構(gòu)筑的電化學(xué)生物傳感器研究進(jìn)展(英文)[J]. 王曉琳,郝京誠(chéng).  Science Bulletin. 2016(16)
[3]射頻功率對(duì)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(huì)靜,李廣.  真空. 2011(06)

博士論文
[1]氫化非晶硅薄膜結(jié)構(gòu)及其物理效應(yīng)[D]. 何劍.電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3239609