碳涂层对预化SiO阳极微结构演变和电化学性能的影响:通过预涂层策略提高效率和稳定性
Si Yi1, Zhilin Yan1, Yiming Xiao1
1State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, and School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|August 1, 2024
概括
优化离子电池 (LIB) 中一氧化 (SiO) 阳极的预化和碳涂层的顺序可显著提高性能. 在预化之前涂上碳涂层可以提高初始库伦比克效率和循环稳定性.
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:
- 氧化 (SiO) 是离子电池 (LIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它具有很高的理论容量.
- 低初始库伦比效率 (ICE) 和低导电性阻碍了SiO阳极的大规模应用.
- 预化和碳涂层是改善SiO性能的常见策略,但热处理可能会导致有害的相粗化.
研究的目的:
- 调查前化和碳涂层序列对SiO阳极的微观结构和电化学性能的影响.
- 为了比较在预化之前涂上碳的SiO (SiO@C@PLi) 与在预化后涂上SiO (SiO@PLi@C).
主要方法:
- SiO@C@PLi和SiO@PLi@C的合成和表征.
- 电化学性能测试,包括ICE,循环稳定性和电极膨胀.
- 袋式全细胞测试,采用Graphite干燥液体NCM811配置.
主要成果:
- 一个初步的碳层有效地抑制了活性Si相粗化,并在预化过程中调节相位含量.
- 与SiO@PLi@C.相比,SiO@C@PLi显示出更高的ICE (88.0%),更好的循环性能和减少的电极扩张.
- 在500个循环后,SiO@C@PLi/Graphite下载器的NCM811完整电池保持了91%的容量.
结论:
- 前化和碳涂层的序列极大地影响SiO阳极的微观结构和电化学特性.
- 在前化 (SiO@C@PLi) 之前涂上碳涂层是提高SiO阳极性能的优越策略.
- 这种优化的方法为LIBs的高性能SiO阳极的工业生产提供了宝贵的见解.
