酸氧化/扩展石墨作为下一代离子电池的稳定和快充阳极
Ramesh Chandra Sahoo1,2, Manish Kumar Mohanta3, Deepak Kumar Tamudia1
1Energy Materials Laboratory, Centre for Nano and Soft Matter Sciences, Bangalore 562162, India.
ACS applied materials & interfaces
|February 24, 2025
概括
酸氧化 (NiSi) 复合材料与扩张石墨 (EG) 为下一代离子电池提供卓越的稳定性和快速充电. 这些NiSi/EG材料战胜了石墨.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 离子电池中的石墨阳极在特定容量,速率能力和高电流密度的稳定性方面存在局限性.
- 酸氧化 (NiSi) 是具有高理论容量和机械强度的有前途的分层材料,但其电子导电性较差.
- 增强的电子导电性对于改善循环稳定性和在先进电池阳极中实现快速充电应用至关重要.
研究的目的:
- 开发NiSi/EG复合材料,在离子电池中提供卓越的电化学性能.
- 研究扩张石墨 (EG) 在提高NiSi阳极的导电性和稳定性方面的作用.
- 通过使用计算方法阐明提高性能背后的机制.
主要方法:
- 在现场合成NiSi在扩张石墨 (EG) 上生长,以形成NiSi/EG复合材料.
- 电化学测试用于评估特定容量,周期稳定性和速率能力.
- 密度函数理论 (DFT) 和初始分子动力学模拟来分析离子相互作用和导电性.
主要成果:
- NiSi/EG复合材料在 3000 个周期内在 1 A g-1 时表现出超高稳定性.
- 在5Ag-1的高电流密度下,获得了231mAhg-1的特定容量.
- DFT计算显示了NiSi和石墨烯之间的n型欧米接触,显著提高了电导率.
结论:
- /EG复合材料为高性能离子电池提供了可行的替代阳极材料.
- 结合EG可以提高电子导电性和离子迁移,从而实现快速充电能力.
- 计算模拟为NiSi/EG复合材料的增强电化学性能提供了关键的见解.
