为高性能离子电池阳极使用的N/S联合合碳涂层微扩张石墨
Wenjie Wang1,2, Xuan Zhang3, Xianchao Wang3
1Key Laboratory of Superlight Materials and Surface Technology of Ministry of Education, College of Materials Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 13, 2025
概括
研究人员开发了一种用于离子电池的新型N/S联合化微扩张石墨复合材料. 这种材料提高了电化学性能,为先进的储能应用提供了更好的容量和稳定性.
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:
- 天然石墨 (NG) 在离子电池 (LIB) 中存在局限性,原因是狭窄的层间距离和不良的循环稳定性.
- 高性能LIBs需要具有增强电化学动力学和结构完整性的阳极材料.
研究的目的:
- 开发一种N/S联合合的微扩张石墨复合材料 (BFAC@MEG),以克服LIBs中的天然石墨的局限性.
- 为了改善离子扩散,电荷传输速率和循环稳定性.
主要方法:
- 制备BFAC@MEG通过涂层微扩张石墨 (MEG) 与含有N/S的生物化学富尔维酸 (BFAC) 衍生的无形碳.
- 电化学表征包括静电间歇定位 (GITT) 来确定Li+扩散系数.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和X射线光电谱 (XPS) 的循环后分析.
主要成果:
- 与MEG和球形石墨 (SG) 相比,BFAC@MEG的Li+扩散系数更高.
- 在1C时达到333 mAh g-1和3C时达到205 mAh g-1的特定容量.
- 在500个循环后保留了81.57%的容量,在200个循环后在5°C下保留了98mAh的g-1.
- 呈现低横截面膨胀 (15.96%) 并形成一个稳定的固体电解质介相 (SEI) 膜.
结论:
- 配合N/S的微扩张石墨复合材料显著提高了LIB阳极的电化学动力学和稳定性.
- BFAC@MEG为高性能和耐用的离子电池提供了天然石墨的有希望的替代品.
