研讨人员研宣布黏土矿藏高值使用新办法
中国科学院广州地球化学研讨所副研讨员陈情泽和研讨员朱润良等在探明黏土矿藏微观结构及反响特性的基础上,提出使用黏土矿藏制备高功能硅纳米资料的新技能,并获得系列开展。近来,相关效果发表于
黏土矿藏是一类具有典型层状结构的含水铝硅酸盐矿藏,因其特别的晶体化学特征(SiO2含量可高达60%)及共同的天然纳米层状结构,使其大范围的使用于工农业出产每个方面。低碳经济和我国“双碳”战略的时代背景下,以锂电池为代表的新能源经济为黏土矿藏资源的高值使用供给了开展关键。
在前期工作中,研讨人员综合使用黏土矿藏的天然纳米结构和较高硅含量的特色,研制了从零维纳米颗粒、一维纳米棒、二维纳米片到三维多孔结构的多种硅纳米资料,并提醒了黏土矿藏与纳米硅之间的结构对应联系及反响机制,以及纳米硅的微观结构与储锂功能之间的构效联系;使用黏土矿藏对层间有机物的纳米限域维护效应,制备黏土矿藏和类石墨烯间层复合物,经过进一步复原改造,研制了储锂循环稳定性更好的硅基纳米复合负极资料,完成了对纳米硅描摹和组分的准确调控。
经过扩大试验,该研讨确立了机械化学复原黏土矿藏制备纳米硅的新办法,经过对黏土矿藏和复原剂混合物的一体化高能球磨,成功合成了系列硅纳米资料。该办法具有三大长处:一是,一体化出产。经过高能机械球磨生热引发金属热复原反响,无需额定能量输入,一起确保固相反响的均匀性,简化工序,削减副反响,进步纳米硅产率。二是,保存纳米结构。黏土矿藏的纳米级八面体片层可作为模板和吸热剂,使生成的纳米硅在剧烈放热反响过程中仍能保持结构,克服了机械法在操控纳米硅描摹上的局限性。三是,质料简略易得。该办法所用质料丰厚、工艺简略、简单扩大,有利于纳米硅的规模化制备。将所得硅纳米资料用作锂离子电池的负极资料,其在半电池和全电池中均表现出优异的储锂功能。
该技能研制过程中申请了相关专利,相关效果已构成专利维护群,包括黏土矿藏改性办法、纳米硅制备技能、配套设备研制等方面,为高功能锂离子电池硅负极资料的规模化制备和实践使用供给了理论支撑,一起为黏土矿藏资源的高值使用供给了新思路。