再生石墨电极与重建的固体电解质接口和封闭的活性>100%初始库伦比效率
Yongsheng Ji1, Hao Zhang1, Dan Yang1
1State Key Laboratory of Material Processing and Die and Mold Technology, School of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei, 430074, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|February 7, 2024
概括
这项研究通过快速加热将降解的石墨阳极循环升级,创建一个强大的固体电解质接口 (SEI),并保留活性. 这种再生策略提高了电池的性能,减少了浪费.
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:
- 在石墨阳极上的固体电解质接口 (SEI) 对离子电池的库伦比效率 (CE) 和循环稳定性至关重要.
- 退化的石墨阳极含有剩余的SEI和活性,但目前的再生方法会破坏这些有价值的组件.
研究的目的:
- 通过保护和增强SEI和剩余来开发一种新的升级降解石墨阳极循环的战略.
- 为了提高离子电池再生石墨电极的性能.
主要方法:
- 采用快速加热策略 (1900 K ≈150 ms) 来处理退化的石墨阳极.
- 该策略将原来的松散SEI转换为一个紧的无机SEI,具有增加的Young's Modulus,同时保持剩余活性.
主要成果:
- 在半细胞中,再生石墨的初始CE值高达104.7%.
- 使用带有再生石墨的LiFePO4阴极的全电池显示出改善的初始CE (98.8%vs. 83.2%) 和能量密度 (309.4vs. 281.4Wh kg-1).
结论:
- 快速加热的上循环策略有效地将废弃石墨转化为高价值的预电极.
- 这种方法提供了显著的经济和环境效益,因为它可以有效地重复使用电池材料.


