鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:725次 | 2022年08月18日
Si負(fù)極電池循環(huán)壽命問題有望解決!
Si負(fù)極材料是鋰離子電池中,理論儲鋰能量較高的鋰離子負(fù)極材料之一,其理論容量可達(dá)到4000mAhg-1以上。但是,Si負(fù)極材料儲鋰時(shí),容易發(fā)生體積膨脹,導(dǎo)致電極粉化,電池容量急劇下降。
目前,對于減少Si負(fù)極的體積膨脹對電極材料的影響,提高Si負(fù)極復(fù)合材料中的空隙體積,緩解容量急劇降低,提高Si負(fù)極電池的循環(huán)壽命等問題,是該領(lǐng)域亟待解決的重大問題。
碳材料對于改進(jìn)高能量密度硅負(fù)極關(guān)鍵性能具有重要作用。近日,中國科學(xué)院化學(xué)研究所李玉良院士研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合石墨炔天然的低溫生長優(yōu)勢,在室溫下,實(shí)現(xiàn)了在硅負(fù)極上原位生長超薄的二維全碳石墨炔保護(hù)層。
這種在硅負(fù)極上原位構(gòu)筑全碳材料保護(hù)層的方式是其他碳材料所不能實(shí)現(xiàn)的,具有重要的基礎(chǔ)和應(yīng)用價(jià)值。研究人員直接在硅負(fù)極上構(gòu)筑了具有優(yōu)異機(jī)械性能和電導(dǎo)性能的三維石墨炔全碳網(wǎng)絡(luò),電極組件之間形成了牢固的全碳界面接觸。
該方法高效地抑制了循環(huán)過程中硅負(fù)極巨大體積變化導(dǎo)致的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和電極界面的破壞,充分的發(fā)揮了硅負(fù)極的高比容量優(yōu)勢,在0.2Ag-1時(shí)比容量達(dá)到4122mAhg-1,面積比容量高達(dá)4.72mAhcm-2。在2Ag-1下,循環(huán)1450次后,比容量仍然能夠保持1503mAhg-1。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
此外,這種策略在解決其他高能量密度負(fù)極的問題時(shí),顯示出巨大的應(yīng)用潛力。