高耐用和可持续的铜-铁-锡-硫化物 (Cu₂FeSnS₄) 阳极用于离子电池:工作温度的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 工作温度显著影响离子电池 (LiB) 阳极性能和储能机制.
• 了解温度影响对于有效的LiB集成和电池管理系统至关重要.
• 需要新的阳极材料来优化LiB在各种热条件下的性能.

研究的目的:

• 为LiBs.制造和研究一种新的铜-铁-锡-硫化物 (CFTS) 阳极材料.
• 评估CFTS阳极在不同工作温度 (10°C~55°C) 的电化学性能.
• 阐明在不同的热条件下CFTS的电荷存储机制和循环稳定性.

主要方法:

• 铜-铁-锡-硫化物 (Cu2FeSnS4,CFTS) 阳极材料的制造.
• 使用CFTS阳极在10°C至55°C的温度下对LiB进行电化学测试.
• 电热阻抗光谱分析反应动力学和内部电阻.

主要成果:

• 在室温下,CFTS阳极实现了283.1 mA hg-1的放电容量,稳定在174.0 mA hg-1.0上.
• 较高的操作温度 (40°C和55°C) 导致放电能力增加 (209.3和230.0 mA hg-1).
• 容量在10°C下显著降至36.2 mA hg−1,表明温度依赖的性能.

结论:

• CFTS表现出极好的循环稳定性,在500个循环中保持146%的容量,高于80%的库伦比效率.
• 在CFTS阳极中的电荷存储包括电容型和扩散控制机制.
• 在LiB中CFTS阳极的性能受到工作温度的强烈影响,在高温下具有增强的容量.