纳米阳极减轻压力,以实现能量密度和高度稳定的全细胞
Li Cao1, Min Zheng1, Guochen Dong1
1High-Power and Ultrafast Laser Manufacturing Lab, Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing, 100124, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 12, 2023
概括
灵活的铜骨架可以减少阳极中的应力,防止脱皮并提高电池性能. 这一创新提高了先进的储能应用的能量密度和循环寿命.
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:
- 阳极面临来自纳米粒子膨胀的压力度,导致脱皮和有限的电池寿命.
- 薄弱的结合剂和接口加剧了压力,阻碍了阳极的实际应用.
研究的目的:
- 为了减轻阳极中的压力,使用灵活的铜骨架与纳米粒子金属学结合.
- 为了提高离子电池阳极的循环性能和能量密度.
主要方法:
- 使用均分布的纳米粒子制造多孔-铜 (Si-Cu) 阳极.
- 化学机械模拟来分析应力分布.
- 在现场和现场观察以研究循环期间的阳极行为.
主要成果:
- Si-Cu阳极表现出更好的高负荷循环性能,能量密度为463Wh kg-1在0.5°C.
- 在2°C的500个循环后实现了81%的容量保留,这表明稳定性得到了增强.
- 压力被有效地减少并重新分配到柔性铜骨架和粘合接口,防止剥落.
结论:
- 灵活的铜骨架和均的纳米粒子分布有效地减轻阳极中的膨胀应力.
- 开发的多孔Si-Cu阳极显示出高性能离子电池的巨大潜力.
- 这种方法为构建坚固的合金类型阳极提供了可行的策略.
