硅碳负极材料是以硅(Si)和碳(C)为主要成分的复合材料。其中,硅是提供高比容量的关键活性物质,碳则作为分散基体,起到缓冲硅在充放电过程中的体积变化、维持电极结构完整性以及保持电极内部电接触的作用。在硅碳负极的制备过程中,可能会使用到树脂等有机物。例如,酚醛树脂、聚丙烯酰胺等可以作为碳源,在高温烧结等工艺下转化为碳,形成碳包覆硅或硅碳复合的结构。此外,树脂还可以作为粘结剂,如聚偏氟乙烯(PVDF)等,将硅、碳等活性物质以及导电剂等粘结在一起,形成具有一定机械强度的电极材料。
工艺流程:先将硅源和碳源溶解在适当的溶剂中,形成均匀的溶液。然后加入催化剂或引发剂,使溶液发生溶胶 - 凝胶转变,形成凝胶状物质。接着对凝胶进行干燥和热处理,去除溶剂和其他杂质,同时使硅和碳发生化学反应,形成硅碳复合材料。在干燥凝胶的过程中,可以使用喷雾干燥机。喷雾干燥能够快速将凝胶溶液转化为细小的颗粒,有利于后续的热处理和材料性能的调控。
工艺流程:以天然石墨为核心,将硅纳米颗粒与柠檬酸和沥青等前驱体形成的溶液通过喷雾干燥形成微球,再经过热解处理,使柠檬酸和沥青等前驱体转化为多孔碳,将硅纳米颗粒包裹在其中,形成具有核 - 壳结构的硅碳复合材料。此工艺使用喷雾干燥机,其作用是将混合溶液快速干燥成球形颗粒,有助于形成均匀的核 - 壳结构,并且可以精确控制颗粒的尺寸和形貌。
在一些硅碳负极材料的制备过程中会用到喷雾干燥机,尤其是在需要精确控制材料颗粒形貌、尺寸和均匀性的情况下,喷雾干燥机能够发挥重要作用。它可以将溶液或浆料快速干燥成细小的颗粒,有利于后续的处理和材料性能的优化。
喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液和浆状物料瞬间干燥成粉状或颗粒状产品。工艺过程简单、干燥温和特别适合热敏性物料,还可以快速工业化放大生产。那艾实验仪器的试验中心配备了6台功能各异的喷雾干燥造粒试验机以及专业的试验人员,能基本满足客户在粉体样品的制取及干燥特性的确认等方面的需求,为喷雾干燥工艺研究提供可靠的依据。诚挚欢迎广大新老客户前来试验、洽谈。