提高TiNb2O7阳极与SP-CNT二元导电剂的电化学性能,用于液态和固态离子电池
Li-Qian Cheng1, Xinyuan Xie1, Kai Chen2
1Department of Materials Science and Engineering, China University of Mining & Technology Beijing 100083 China.
RSC advances
|May 15, 2024
概括
一种新型的氧化 (TNO) 阳极增强了超P-碳纳米管 (SP-CNT) 双导体,在离子电池中表现出卓越的性能. 这种固态合成的TNO阳极提供了高容量和出色的循环稳定性,为先进的固态电池铺平了道路.
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:
- 氧化和 (TNO) 是离子电池的一个有前途的阳极材料.
- 提高TNO阳极的电化学性能和稳定性对于下一代储能设备至关重要.
- 现有的增强TNO阳极的方法往往涉及复杂的湿化学过程.
研究的目的:
- 使用简化固态合成方法开发高性能TNO阳极.
- 为了研究二元导电剂 (超P-碳纳米管,SP-CNT) 对TNO的电化学特性的影响.
- 为了评估TNO阳极在传统和固态离子电池中的性能.
主要方法:
- 采用两步固态化来合成氧化 (TNO) 阳极材料.
- 一个由超P碳和碳纳米管 (SP-CNT) 组成的二元导电系统被用于增强电极导电性.
- 电化学性能通过静电循环,速率能力测试和循环电压测量来评估.
- 固态电池的组装采用了LiLi$_{1.3}$Al$_{0.3}$Ti$_{1.7}$(PO$_{4}$) $_{3}$复合聚合物电解质 (LATP$_{CPEs}$) 的TNO-0.2C配置.
主要成果:
- TNO-0.2C阳极 (20%重量CNTs在SP-CNT) 在0.5C时实现了278.6mA hg^{-1}$的高可逆放电容量.
- 阳极表现出具有竞争力的速率能力 (10°C时178.1 mA hg^{-1}$) 和出色的容量保留 (92.2%在1.5°C时200个循环后).
- 使用TNO-0.2C阳极的固态电池在1C时提供了241.3mA hg^{-1}$的初始容量,在50个循环后保持93%的容量.
结论:
- 固态合成和SP-CNT二元导体的组合显著提高了TNO阳极的电化学特性.
- 由SP-CNT系统提供的高效电子导电网络是提高性能的关键.
- 本研究提出了一个可行的策略,用于开发高性能离子和固态电池的先进TNO阳极.
