紧密结合和双封装使得稳定的厚/碳阳极具有超高体积容量,可用于储存

科学领域:

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• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• (Si) 是一个非常有前途的阳极材料,用于高性能离子电池 (LIBs) 由于其高理论容量.
• 阳极的主要挑战包括内部导电性差以及在化/脱过程中体积的显著变化,导致结构退化.
• 解决这些问题对于在不牺牲能量密度的情况下,在先进的LIB中实践应用Si至关重要.

研究的目的:

• 提出一个整合策略,准备一种复合阳极材料,以提高电导率和抗变形能力.
• 为了使阳极在LIBs的厚电极配置中的实际应用.
• 为了在LIB中实现高能量密度和稳定的循环性能,使用阳极.

主要方法:

• 开发一个紧的微米大小的Si@G/CNF@NC复合材料,具有双封装架构.
• 制造具有超高质量负载 (10.8 mg cm−2) 的厚电极.
• 使用开发的Si阳极和LiNi0.95Co0.02Mn0.03O2阴极组装和测试袋式全电池.

主要成果:

• Si@G/CNF@NC复合材料具有卓越的导电性和抗变形性.
• 电极表现出极好的循环稳定性和良好的速率性能,即使在高质量负载下.
• 最初的面积容量达到了16.7 mA h cm−2 (2197.7 mA h cm−3体积容量).
• 充满电池显示竞争力的重力测量能量密度为≈459.1 Wh kg-1和体积能量密度为≈1235.4 Wh L-1.1.

结论:

• 拟议的整合战略有效地减轻了与LIB中的阳极相关的挑战.
• 开发的Si@G/CNF@NC复合材料使高性能厚电极具有出色的稳定性和能量密度.
• 这项工作为下一代LIB中高能量密度阳极的实际应用铺平了道路.