扩展石墨作为优越的离子主体,携带高输出电压 (4.62V) 和高能量密度,用于双离子电池
Tejaswi Tanaji Salunkhe1, Il Tae Kim1
1Department of Chemical, Biological, and Battery Engineering, Gachon University, Seongnam-si 13120, Gyeonggi-do, Republic of Korea.
Micromachines
|November 27, 2024
概括
经微波处理的膨胀石墨 (MW-EG) 显示出作为双离子电池 (Li-DIB) 的阴极材料的前景. 这种材料为大规模的储能应用提供了高能量密度和稳定性.
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:
- 对于安全,可持续和经济的储能解决方案的需求日益增长.
- 双离子电池 (Li-DIB) 是大规模应用的一个有前途的技术.
- 膨胀石墨 (EG) 是Li-DIBs中阴离子间隔主体阴极的关键材料.
研究的目的:
- 开发和评估用于Li-DIB的新型碳阴极材料.
- 为了研究微波处理扩展石墨 (MW-EG) 作为阴极的电化学性能.
- 了解影响Li-DIBs阴极性能的结构-属性关系.
主要方法:
- 三种碳阴极材料的合成:MW-EG,球磨扩展石墨 (BM-EG) 和碳纳米片 (CNF).
- 使用4M LiPF6在二甲基碳酸盐电解质和合成的碳材料作为阴极制造Li-DIB.
- 电化学测试,包括循环性能,容量保留,库伦比效率和能量密度测量.
主要成果:
- 在600个循环后,Li-MW-EG Li-DIB显示出66.1 mAh/g的可逆容量,在0.05 A/g时具有96.2%的库伦比克效率.
- 在4.62V的输出电压下达到298.97Wh/kg的杰出平均能量密度.
- 优越的性能归因于中度的结构缺陷 (低I-V比),增强的石墨化以提高稳定性和导电性,以及大孔体积促进离子积累.
结论:
- MW-EG是一种非常有前途的阴极材料,用于先进的Li-DIB应用.
- 材料的结构特性对于高电化学性能和能量密度至关重要.
- 证明了MW-EG的可行性,以实现具有成本效益和高性能的能源存储.
