薄弱溶解的少层碳接口向高初始库伦比效率和可循环的硬碳阳极
Siwei Zhao1, Fuqiang Huang1,2
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences and State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
ACS nano
|January 4, 2024
概括
回收青废弃物为离子电池创造了改性碳阳极,通过控制固体电解质接口的生长,显著提高了最初的库伦比克效率和可循环性.
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:
- 离子电池 (SIB) 面临碳酸阳极的挑战,包括初始库伦比效率 (ICE) 低,循环能力差,主要是由于过度的固体电解质接口 (SEI) 形成.
- 弱溶解电解质 (WSEs) 已被探索通过改变阴离子溶解来调节SEI生长,但往往忽略了界面效应.
研究的目的:
- 将WSE概念扩展到电极/电解质接口,以加强SIB中的SEI控制.
- 开发一种具有成本效益的方法,用于使用回收材料修改碳阳极.
主要方法:
- 在硬碳上制造弱溶解接口,使用青衍生的sp2碳.
- 界面的吸附能量和溶解膜组成的表征.
- 在离子电池配置中对修改过的阳极进行电化学测试.
主要成果:
- 与原始碳 (-1.08 eV) 相比,修改后的阳极对溶剂分子的吸附能量较低 (-0.89 eV).
- 溶解层内的阳离子协调增加,促进了薄而富含无机物的SEI层.
- 实现了97.9%的高ICE,1°C的容量为335.6 mA hg-1,1在1000个循环中保持了89.5%的容量.
- 在以太和以基电解质中已证明适用性.
结论:
- 使用回收碳材料进行界面SEI监管为改善SIB性能提供了一个有希望的策略.
- 开发的方法提供了一种具有成本效益的方法,用于增强离子电池中的碳酸性阳极.
- 这种接口设计是多功能和适用于不同的电解质系统.


