分子工程化学预化反应剂具有低氧化潜力,用于石墨阳极,可实现高库伦比效率
Shuang Li1, Jiangmin Jiang1,2,3, Qilin Feng1
1Jiangsu Province Engineering Laboratory of High Efficient Energy Storage Technology and Equipments, School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, 221116, China.
使用基于烯的-复合物 (基于Ph的LAC) 试剂的新化学预化策略显著提高了离子电池 (LIB) 中石墨阳极的初始库伦比效率 (ICE). 这种方法提高了电池性能和能量密度.
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:
- 石墨 (Gr) 阳极对于离子电池 (LIB) 是具有成本效益和稳定的.
- 石墨阳极的主要局限性是它们的初始库伦比效率 (ICE) 较低,这是由于固体电解质介相 (SEI) 形成期间的损失造成的.
- 补偿这种损失对于改善LIB性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种简单有效的化学预化策略,以解决石墨阳极的低ICE问题.
- 设计和使用一种基于烯的-复合物 (基于Ph的LAC) 的新型试剂,用于预化.
- 为了证明可控制的预化及其对SEI层形成和电池性能的影响.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来设计一种基于烯的-烯复合物 (基于Ph的LAC) 试剂.
- 基于Ph的LAC试剂被合成并用于石墨阳极的化学预化.
- 进行了电化学表征,以评估化前过程和电池性能.
- 通过调整浸泡时间来控制前化程度.
主要成果:
- 设计的基于的LAC试剂表现出增强的稳定性和电子捐赠能力,以降低氧化还原潜力促进的转移.
- 实现了可控制的预化过程,在浸泡3分钟后显示出102%的ICE.
- 形成了一个更密集,更均的SEI层,改善了Li+运输和接口稳定性.
- 用LiFePO4和NCM811阴极组装的全电池显示出高的ICE (96.5%和90.3%) 和能量密度 (310和333Wh kg-1).
结论:
- 使用基于的LAC开发的化学预化策略很容易和可控地弥补LIBs中的损失.
- 这种方法有效地提高了石墨阳极的初始库伦比克效率和整体性能.
- 这些发现为设计和优化电池制造流程提供了宝贵的见解.
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