理想的双基混合阳极材料用于在极低温度下超快速充电离子电池
Jie Bai1, Jian Hui Jia1, Yu Wang1
1Key Laboratory of Automobile Materials (Jilin University), Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun, 130022, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|November 12, 2024
概括
离子电池为寒冷条件提供解决方案,性能优于离子电池. 一种新的碳混合动力可使离子电池在极低温度下超快速充电.
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:
- 离子电池在低温 (≤-20°C) 时会出现性能降低和安全问题.
- 离子电池 (SIB) 对寒冷应用具有前景,但在低温温度下超快速充电仍然是一个挑战.
- 现有的SIB阳极材料在零度以下的环境中表现出有限的速率能力.
研究的目的:
- 开发一种新的阳极材料,用于在超低温度下对SIB进行超快速充电.
- 在低温条件下的SIB中研究石-纳米粒子/碳-纳米混合物的电化学性能.
- 提出一种新的策略,以提高在极度寒冷条件下基于木的阳极的性能.
主要方法:
- 合成一种混合材料,其中包括嵌入碳纳米棒中的 (Bi) 纳米颗粒,使用高温冲击方法.
- 混合材料作为SIBs的阳极在低至-60°C的温度下进行电化学表征.
- 使用开发的阳极和Na3V2(PO4) 3阴极制造和测试一个完整的SIB电池.
主要成果:
- 双/碳纳米混合体表现出了卓越的速率性能,在-2 A g-1下达到237.9 mAh g-1在-60°C下,超过了以前报告的所有SIB阳极材料.
- 使用这种阳极和Na3V2(PO4) 3阴极的完整电池在-40°C下达到181.9Wh kg-1的能量密度.
- 提出了一种高速激活策略,在高电流下创建新的活跃点,用于高电流下的界面反应,在冷条件下显著提高性能.
结论:
- 开发的Bi/碳纳米基混合体是SIB在超低温度下运行的高效阳极材料.
- 这项研究提出了一条可行的途径,以实现SIB在苛刻的寒冷环境中实现超高速充电能力.
- 拟议的高速激活策略提供了一种新的方法,用于提高低温电化学应用中的土基材料的性能.
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