光伏切割用稀土强化钨合金的制备与力学性能研究

基于光伏切割用金刚线钨基母线的要求,采用固液掺杂法,结合中间机械预处理技术,制备出高性能稀土钨合金粉,并对比研究了3种典型稀土氧化物(氧化镧、氧化钇和氧化铈)对烧结坯致密度与力学性能的影响。结果表明:中间机械预处理可以显著减小第二相和钨基体的晶粒尺寸,提高烧结活性,获得了高致密度;与纯钨相比,稀土氧化物的添加均能提高力学性能,其中氧化钇的强化效果最佳,所得氧化钇强化钨合金的抗拉强度和抗压强度为177 MPa和2280 MPa,较纯钨分别提高31.6%和35.7%。

光伏切割用钨丝金刚线市场应用

碳钢金刚线线径的理论极限约30μm,产业化极限约35~36μm。钨丝金刚线优势是韧性好、强度高、不易断线,产业化极限能到24~25μm,断线率约3%。折合硅片单片线耗由1.5 m降低到0.5 m。与碳钢金刚线相比,目前钨丝金刚线的性价比还不够高,不具备大规模应用优势。主要发展方向一方面是增加产能,另一方面是和碳钢金刚线拉开线径差。

光伏硅线切割固体废料制备多孔SiC陶瓷

以光伏硅线切割固体废料为主要原料,外加胶体石墨粉和碳化硅粉采用固相烧结法制备SiC多孔陶瓷。研究了烧成制度、石墨的加入量等对SiC多孔陶瓷性能的影响。结果表明:采用炭黑埋烧工艺可得到性能较好的多孔SiC陶瓷。在1400℃时,切割回收废料直接炭黑填埋烧制,试样的体积密度为1.65g/cm3,吸水率为26.92%,显气孔率43.96%;在1600℃时,当配方中加入石墨,使得Si和C的摩尔比为1∶6时,试样的吸水率为15.65%,体积密度为1.84g/cm3,显气孔率为38.25%。

光伏硅线切割废料制备反应烧结SiC陶瓷

以光伏硅切割固体废料为主,外加碳化硅粉、炭黑、胶体石墨在真空烧结炉中制备反应烧结碳化硅。主要分析了线切割固体废料化学组成、物相组成、显微形貌和粒度分布等,并研究了炭粉的种类和硅的含量对反应烧结碳化硅陶瓷的影响。结果表明:该切割废料中的主晶相为Si和6H-SiC,其中Si的含量为60.00%,SiC含量为25.00%,Fe的含量3.51%,Cu的含量0.08%,其他物质为11.47%。切割废料的体积平均粒径约为11.16 μm,表面积平均粒径为1.95 μm,D50为6.34 μm。烧成温度为1600℃采用真空烧结,当配方中硅的含量为30.00%时,采用炭黑为碳源,制得样品体积密度为2.67g/cm3,吸水率为2.30%,显气孔率6.10%,相同配方采用的炭粉为胶体石墨时,试样的体积密度2.39 g/cm3,吸水率8.88%,显气孔率21.23%。

光伏行业聚乙二醇废水处理水解酸化工艺参数研究

光伏行业多晶硅切割会产生聚乙二醇(英文名PEG)废水,由于PEG废水成分单一,可生化性差,处理难度较大。本文结合浙江及江西两家光伏企业的PEG废水工程案例分析,发现水解酸化-好氧是比较适合的处理工艺,并确定水解酸化及好氧段的工艺参数。

硅泥在锂离子电池中的应用研究进展

光伏切割硅废料——硅泥,因其低成本、二维片状结构和高比容量(4200 mAh·g^(-1))的优势成为300 Wh·kg^(-1)以上高能量密度储能电池核心硅碳负极材料的理想原料之一。然而,硅泥存在成分复杂、粒径较大、导电性差、稳定性低和电化学性能差的问题,需要进行系统改性处理。本文综述了硅泥在锂离子电池中的应用研究进展。首先,分析了硅泥中金属杂质和非金属杂质对电池性能的重要影响。其中金属杂质可通过磁选和酸洗去除,非金属杂质可通过液-液萃取和热处理去除。其次,详细阐述了纯化后硅泥的原始性能和改性方法。通过硅泥纳米化可以抑制其膨胀,其中包括研磨、刻蚀、电热冲击和合金-脱合金等方式;通过直接元素掺杂硅和掺杂硅表面碳层来提高导电性;通过构建惰性层、导电层和一定作用的官能团等表面改性提高稳定性;还可以通过硅碳复合获得稳固的机械支撑和保护。最后,提出了基于硅泥为原料的硅基负极面临的挑战和研发方向,展望了未来发展前景,旨在为硅泥变废为宝提供参考,推动高能量密度锂离子电池快速发展。

Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料用于锂离子电池负极材料

为使光伏切割废硅料再生用于锂离子电池负极材料,设计了一种一步法实现Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料的复合结构电极材料。利用PDDA络合剂"桥连"作用,解决了酚醛树脂无法在尺寸较大、形貌不规则的切割废硅料表面成核生长的问题。设计的复合结构缓解了硅在充放电循环过程中巨大的体积膨胀,同时提高了材料的导电性。获得的wSi@NC/Zn-2电极在0.2 A/g的电流密度下循环300圈后具有1392 mAh/g的容量保持,在0.5 A/g大电流密度下循环300圈仍有1082 mAh/g的可逆容量,还具有优异的倍率性能。