粉末非晶硅制备及其气体氢化和电化学储氢性能研究
来源期刊：金属功能材料2020年第2期
论文作者：杨倩 罗永春 张海民 尤超 杨淞婷
文章页码：44 - 52
关键词：粉体非晶硅;气体氢化行为;质子型离子液体电解质;电化学储氢性能;
摘 要：以Li13Si4为原料采用化学去锂化法制备了具有层状结构的非晶硅（α-Si）粉体并对α-Si进行球磨改性,研究了改性前后α-Si在H2中的氢化行为以及氢化处理对α-Si电极在质子传导离子液体中的电化学储氢性能影响。研究结果表明,球磨能明显减小α-Si粉体的颗粒尺寸,但易引入Fe和Cr金属杂质并形成Fe2Si与CrSi2。氢化时α-Si逐渐发生晶化,当氢化时间不少于8 h时,α-Si基本完全晶化,氢化后的SiHx结构由SiH、SiH2和SiH3三种成键模式组成。球磨改性有助于增加α-Si的初始吸氢量,随氢化时间延长,α-Si的吸氢量逐渐增大,其中经球磨和氢化2、5、8和58 h后的α-Si吸氢量分别达到（质量分数）0.38%、0.76%、0.91%和3.8%,其吸氢速率比较缓慢。α-Si电极在质子型离子液体中具有电化学吸放氢反应活性,但其放电容量偏低（42～163 mAh/g）,其中球磨和氢化8 h的α-Si经20次充放电后具有最大放电容量163 mAh/g。球磨改性和适当的氢化处理（8 h）有利于提高α-Si电极的放电容量。
杨倩1，罗永春1,2，张海民1，尤超1，杨淞婷1
1. 兰州理工大学材料科学与工程学院2. 兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室
摘 要：以Li13Si4为原料采用化学去锂化法制备了具有层状结构的非晶硅（α-Si）粉体并对α-Si进行球磨改性,研究了改性前后α-Si在H2中的氢化行为以及氢化处理对α-Si电极在质子传导离子液体中的电化学储氢性能影响。研究结果表明,球磨能明显减小α-Si粉体的颗粒尺寸,但易引入Fe和Cr金属杂质并形成Fe2Si与CrSi2。氢化时α-Si逐渐发生晶化,当氢化时间不少于8 h时,α-Si基本完全晶化,氢化后的SiHx结构由SiH、SiH2和SiH3三种成键模式组成。球磨改性有助于增加α-Si的初始吸氢量,随氢化时间延长,α-Si的吸氢量逐渐增大,其中经球磨和氢化2、5、8和58 h后的α-Si吸氢量分别达到（质量分数）0.38%、0.76%、0.91%和3.8%,其吸氢速率比较缓慢。α-Si电极在质子型离子液体中具有电化学吸放氢反应活性,但其放电容量偏低（42～163 mAh/g）,其中球磨和氢化8 h的α-Si经20次充放电后具有最大放电容量163 mAh/g。球磨改性和适当的氢化处理（8 h）有利于提高α-Si电极的放电容量。
关键词：粉体非晶硅;气体氢化行为;质子型离子液体电解质;电化学储氢性能;
