高容量リチャージ可能なリチウム/クリウム2電池
Guanzhou Zhu1, Peng Liang1, Cheng-Liang Huang2,3
1Department of Chemistry and Bio-X, Stanford University, Stanford, California94305, United States.
Journal of the American Chemical Society
|November 30, 2022
まとめ
この研究では,リチウム/塩素 (Li/Cl2) バッテリーの高容量正電極として活性化されたグラフィットを導入しています. 活性化された材料は優れた放電能力とサイクル安定性を示し,先進的なエネルギー貯蔵のために低コストのグラフィティック材料を使用しています.
科学分野:
- 電気化学
- 材料科学
- エネルギー貯蔵
背景:
- 高容量,高エネルギー密度の充電電池の開発は,コンシューマー・エレクトロニクス,電気自動車,およびグリッド・ストレージにとって不可欠です.
- 以前の研究では,高可逆容量のアモルフな炭素ナノスフィア (aCNS) を使用したNa/Cl2およびLi/Cl2電池が実証されました.
研究 の 目的:
- Li/Cl2電池の陽性電極材料として,最初は表面積が小さいグラファイト (DGr) の可能性を調査する.
- 二酸化炭素の活性化により グラファイトの性能を向上させ 電気化学的振る舞いを理解する.
主な方法:
- 1000 °CでCO2を使用してDGrを活性化してDGr_acを作ります.
- 陽性電極としてDGr_acを使用したLi/Cl2電池の電気化学試験.
- エレクトロドの進化を分析するために,ex situ ラーマン光譜とX線微分法 (XRD) を用いる.
- 質量スペクトロメトリーでCl2を検出する.
主要な成果:
- 活性化されたグラファイト (DGr_ac) は,最初の放電容量 ~1910 mAh g-1 と,サイクル容量は最大1200 mAh g-1 を達成した.
- 電気化学的なサイクルが誘発された石墨の剥離により,LiCl/Cl2の酸化還元反応のための毛穴が生成される.
- 質量スペクトロメトリーで 石墨電極にCl2が閉じ込められていることが確認されました
結論:
- 低コストのグラフィティック材料は,活性化すると,高容量のアルカリ金属/Cl2電池に有効です.
- 石墨の活性化とin-situの孔形成は,Li/Cl2システムにおける高性能の鍵です.
- この研究は,Li/Cl2電池の動作メカニズムに関する洞察を提供します.
