压力自适应的/碳"有序结构"来抑制电化学机械故障:压力电化学和压力离子动力学
Hongshun Zhao1, Kang Liang1, Shijie Wang1
1School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Province Engineering Research Center of Intelligent Manufacturing Technology for the New Energy Vehicle Power Battery, Changzhou Key Laboratory of Intelligent Manufacturing and Advanced Technology for Power Battery, Changzhou University, Changzhou, 213164, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 22, 2023
概括
研究人员开发了一种新的压电Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT) 涂层,用于离子电池 (LIB) 中的/碳阳极. 这种涂层通过在充电和放电期间管理离子流来提高稳定性和性能.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- /碳 (Si/C) 阳极为离子电池 (LIB) 提供高能量密度.
- /碳阳极遭受机械降解,固体电解质接口 (SEI) 增长和循环稳定性差.
- 开发强大的阳极对于先进的储能应用至关重要.
研究的目的:
- 为了提高LIBs中Si/C阳极的稳定性和性能.
- 为了研究压电Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT) 层对Si/C阳极的影响.
- 了解BNT装饰的机制,以改善界面Li+动力学和结构完整性.
主要方法:
- 在Si/C@CNTs阳极上轻松沉积压电Bi0.5Na0.5TiO3 (BNT) 层.
- 使用BNT在Si/C体积膨胀过程中产生的压电场.
- 采用理论计算,多尺度的in/ex situ表征和有限元素分析.
主要成果:
- 在循环过程中,BNT层有效调节了界面Li+动力学.
- 观察到Si/C@CNTs电极的结构稳定性改善和压制体积变化.
- 实现了可控的离子传输和增强的电化学性能.
结论:
- 机械和电场的压电表面合为基于合金的阳极提供了一个新的策略.
- BNT装饰显著提高了Si/C阳极的循环稳定性和结构完整性.
- 这种方法为储能电化学系统中的多功能表面工程提供了洞察力.
