ساخت درجای کامپوزیت فوم کربنی حاوی SiO۲ به روش گرماکافت برای استفاده در آند باتری لیتیومی

سیلیسیم و مواد مبتنی بر آن، به دلیل ظرفیت نظری بالا، پتانسیل تخلیه پایین و فراوانی در پوسته کره زمین، جایگزین مناسبی برای آندهای تجاری گرافیتی در باتری های لیتیومی (LIBs) به شمار می آیند. با وجود این ویژگی ها، هدایت الکتریکی پایین، انبساط حجمی بالا، تخریب مکانیکی در هنگام فرایند شارژ و دشارژ و ناپایداری لایه میان فازی جامد تشکیل شده با الکترولیت (SEI) در مواد پایه سیلیسیمی، کاربرد آن را به عنوان آند در LIBs محدود کرده است. محبوس کردن نانوذرات سیلیسیم دار در یک زمینه رسانا و با سطح ویژه بالا مانند مواد پایه کربنی مختلف، یکی از راه کارهای مناسب برای جلوگیری از انبساط حجمی و بهبود رسانایی این مواد است. در این پژوهش، کامپوزیت فوم کربن /سیلیسیم اکسید (CF/SiO۲) از گرماکافت فوم پلی استایرنی حاوی نانوذرات سیلیسیم (Psy/Si) در دمای °C ۷۰۰ و اتمسفر نیتروژن سنتز شد. به منظور بررسی فازی و ریزساختاری، از آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD)، آنالیز طیف سنجی رامان و آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد که نتایج به دست آمده، تشکیل سیلیسیم اکسید را در زمینه ی کربنی بی نظم و متخلخل نشان می دهد. افزون‎براین، باتری لیتیومی ساخته شده از آند CF/SiO۲، ظرفیت های ویژه برابر ۲۶۵، ۱۸۵/۹، ۱۵۰ و mAh g-۱ ۱۱۰ به ترتیب در نرخ های جریان C۰/۵، C۰/۲ و ۱C و ۲C را از خود نشان داد.

کلیدواژه ها:

باتری های لیتیومی (LIBs) ، آند ، کامپوزیت کربن/سیلیسیم ، گرماکافت