快充离子电池由μ-Si阳极定制的全电池设计快充离子电池
Taeyong Lee1, Min Ji Seong1, Hyo Chul Ahn1
1School of Chemical and Biological Engineering and Institute of Chemical Processes, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of Korea.
概括
研究人员开发了一种新的离子电池设计,使用在有限的充电范围内运行的阳极. 这种方法提高了能量密度和快速充电能力,同时保持了多个周期的稳定性.
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:
- 阳极承诺更高的能量密度和更快的充电离子电池 (LIB).
- 在充电/放电周期期间,体积的显著扩张阻碍了商业化.
- 传统的电池工程在有效利用阳极方面面临着挑战.
研究的目的:
- 用微米大小的 (μ-Si) 阳极为LIBs设计一种新的阳极量身定制的全细胞设计 (ATFD).
- 为了使μ-Si阳极在有限的,预先规定的充电状态 (SOC) 范围内的稳定和高性能运行.
- 提高LIBs的重力测量能量密度和快速充电能力.
主要方法:
- 开发了一种针对阳极量身定制的全细胞设计 (ATFD),使用微米大小的 (μ-Si) 阳极.
- 在有限的SOC范围 (30-70%) 内运行μ-Si阳极以管理体积变化.
- 与基于石墨的电池相比,评估了电池性能,包括能量密度和循环稳定性.
主要成果:
- 基于ATFD的电池实现了比18650电池中的石墨对应物高21.3%的重力测量能量密度.
- 经过500个循环后,即使在3C快速充电速度下,也证明了84.6%的容量保留.
- 在有限的SOC范围内观察到均的 (去) 石化和可接受的体积变化.
结论:
- 微Si阳极的部分,中间SOC操作是提高LIB性能的可行策略.
- 这种方法显著增加了能量密度和快速充电能力.
- ATFD为克服商业LIB中的阳极的局限性提供了一个有希望的解决方案.


