用水解工程设计的高能离子电池的坚固多孔微型阳极
Mili Liu1, Jiangwen Liu1, Yunqi Jia1
1School of Materials Science and Engineering, Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Energy Storage Materials, South China University of Technology, Guangzhou, 510641, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|June 13, 2025
概括
一种新型的微孔 (Si) 阳极,具有SiOx/C层的功能,通过减轻体积膨胀和提高结构稳定性来提高离子电池的性能,从而提高高容量,持久的能量存储.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 微 (Si) 阳极为能源密集的离子电池提供了高的理论容量.
- 在化过程中显著的体积膨胀会导致机械应变,导致电极退化和容量衰减.
- 现有的方法往往涉及危险的化学物质,用于Si阳极制造.
研究的目的:
- 为先进的离子电池开发稳定高性能微阳极.
- 为了解决与体积膨胀相关的机械挑战.
- 使用一种环保无害的合成路径创建阳极.
主要方法:
- 使用水解驱动策略制造微孔阳极.
- 全面功能化使用氧化碳/碳 (SiOx/C) 层.
- 结构稳定性,电化学性能和应力演变的表征.
主要成果:
- 开发的阳极表现出~0.65 g cm−3.3 的高接密度.
- SiOx/C层有效地减轻体积变化,并增强电解质接触.
- 阳极表现出卓越的循环稳定性,在500个循环以1Ag-1后保持901.1 mAh g-1,平均应力低 (~9.94 GPa).
- 实现了出色的速率能力:1123.0 mAh g-1 在5 A g-1 和850.4 mAh g-1 在8 A g-1.
- 用这种阳极和商用阴极组装的囊细胞显示出高容量和稳定的循环.
结论:
- 功能化的微孔阳极的水解驱动合成为下一代离子电池提供了一个有希望的途径.
- 集成的SiOx/C涂层有效地管理机械应力并提高电化学性能.
- 这种方法为传统的阳极制备方法提供了一个可扩展和更安全的替代方案.
