提出一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,从半导体复合加工方法入手,以重掺杂晶体硅为原料,采用火花放电法高效预制备微米/亚微米硅材料,其平均粒径(D50)约1.45μm,进而通过高能球磨法将尺寸缩减至数十纳米,获得尺寸均布、平均粒径(D50)约60 nm的硅颗粒。微米/亚微米硅材料首次放电比容量较高,超过3500 m Ah/g,但经65次循环,电极的可逆比容量仅剩300 m Ah/g,容量保持率不足15%。纳米硅颗粒首次放电比容量为2717.3 m Ah/g,经65次循环,电极的可逆比容量仍保持有1458.6 m Ah/g,容量保持率高达66.84%。
按照一种高质高效、自上而下的纳米硅制备方法,以P型重掺杂晶体硅和N型重掺杂晶体硅为原料,探究不同重掺杂类型对电化学性能的影响。采用脉冲放电和高能球磨组合法制备纳米硅颗粒,获得平均粒径(D50)约为100 nm且尺寸分布均匀的硅颗粒。结果表明:P型重掺杂纳米硅的首次充电比容量为1646.5 m Ah/g、库伦效率为65.92%,经过50圈循环,其可逆比容量保持为1353.7 m Ah/g;N型重掺杂纳米硅的首次充电比容量为1730.7 m Ah/g、库伦效率为66.04%,经50圈循环,其可逆比容量保持为1400.1 m Ah/g。
