回收硅废料制备球形 Si-C 复合材料作为高性能锂离子电池负极
材料科学
2023-05-19 v1
摘要
由于全球的计算与能源需求，过去二十年中半导体和太阳能产业呈指数级增长。硅（Si）是这两个领域的主要组成之一，因此被大量使用。结果，主要由这两大产业产生了大量硅废料。对于可持续世界，循环经济是关键；因此，所产生的废物必须被升级回收/回收/再利用以完成循环链条。在此，我们展示了一种升级回收/回收的硅可与碳作为复合负极材料使用，具有高硅含量（约 40 wt.%）和 3-4 mAh/cm^2 的载量，可用于锂离子电池的实际应用。该 Si-C 复合材料独特的球形菠萝蜜状结构可相比传统 Si-C 复合材料和纯硅最小化总锂库存损失，从而获得优越的电化学性能。Si-C 复合材料的优越电化学性能使电芯能量密度分别达到约 325 Wh/kg（搭配 NMC 正极）和约 260 Wh/kg（搭配 LFP 正极）。结果表明，硅基工业废料可通过可控、可扩展且节能的路线升级回收用于高性能锂离子电池负极。
引用
@article{arxiv.2305.10545,
title = {Recycling Silicon Scrap for Spherical Si-C composite as High-Performance Lithium-ion Battery Anodes},
author = {Bhagath Sreenarayanan and Marta Vicencio and Shuang Bai and Bingyu Lu and Ou Mao and Shiva Adireddy and Wurigumula Bao and Ying Shirley Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.10545},
year = {2023}
}