超细高透合金紧身:实现无阳极电池的卓越循环性
Jun Wang1, Yi Wang2, Xiaomeng Lu3
1School of materials Science and Engineering, Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an, 710021, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|December 16, 2023
概括
研究人员在碳纤维 (HEA/C) 上开发了一种新的高合金 (HEA),以实现稳定的金属电池. 这种HEA/C结构促进了统一的沉积,克服了为高性能,无阳极的电池而形成的树.
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:
- 金属电池提供高能量密度,但面临的挑战是树状石的形成和不均的沉积.
- 开发稳定,无阳极对于实用,高性能电池应用至关重要.
研究的目的:
- 为稳定的金属阳极设计一种新型高合金 (HEA) 主体材料.
- 研究HEA/C结构促进同质核和沉积的能力.
- 评估HEA/C在不对称,对称和无阳极的全电池中的电化学性能.
主要方法:
- 在碳纤维 (HEA/C) 上制造20nm超光滑高合金 (NiCdCuInZn),采用相变法.
- 描述HEA/C的结构和电化学特性,包括Li+运输路径和结合能.
- 在涂/剥离循环中测试HEA/C,长期稳定性测试和没有阳极的全电池配置.
主要成果:
- 该HEA/C材料表现出多个Li+运输路径和具有梯度吸收能量的活性位点,促进同质的Li核化.
- 在不对称细胞中实现了高可逆性,具有99.6%的库伦比效率,在不对称细胞中超过2000个周期,在对称细胞中超过7200小时.
- 在没有阳极的全细胞中表现出极好的性能,在160个循环后平均高伦比效率为99.5%.
结论:
- 开发的HEA/C结构有效地抑制了树状石的形成,并促进了的均沉积.
- 这种先进的HEA设计显示出在高能量密度,无阳极的金属电池中实际应用的巨大潜力.
