在快速充电和延长循环过程中对阳极演变的定量运行研究
Kevin J Sanders1, Amanda A Ciezki1, Alexander Berno1
1Department of Chemistry, McMaster University, 1280 Main Street West Hamilton, Ontario, Canada L8S 4L8.
Journal of the American Chemical Society
|September 21, 2023
概括
核磁共振 (NMR) 光谱显示了离子电池快速充电时的意想不到的化行为. 这项技术量化了金属沉积及其可逆性,这对于优化电池性能至关重要.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 光谱学
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 的快速充电协议需要了解物种.
- 核磁共振 (NMR) 光谱可以识别和量化电池阳极中的相.
研究的目的:
- 使用NMR研究 (Si) 电极在循环和快速充电过程中的行为.
- 为了追踪物种和金属沉积在Si阳极.
主要方法:
- 使用平行板共振器无线电频率 (RF) 探测器和弹型单层全电池.
- 使用7Li磁共振策略来监测Li-Si化合物和金属Li的形成.
- 以不同的速度 (1C,2C,3C) 进行电化学循环.
主要成果:
- 与石墨不同的是,酸化合物在充电/放电过程中表现出非线性和不对称的演变.
- 在快速充电过程中,金属沉积在Si阳极上以薄膜和树突形式发生.
- 金属薄膜显示部分可逆性,而树突性完全不可逆.
结论:
- -化合物的内在不平衡行为会影响电池性能.
- 对可逆和不可逆沉积的量化对于快充协议的开发至关重要.
- 7Li磁共振是一种强大的工具,用于评估LIB中的这些性能决定性特性.
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