依赖pH的酸盐合规涂层,通过增强机械强度和优化相间过程,使5.0V石墨阴极能够在10,000个周期以上运行

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:

• 双离子电池 (DIB) 提供高能量和功率,但遭受石墨阴极降解.
• 石墨阴极故障与高电压下结构分解和电解质分解有关,增加了电阻.
• 目前的策略往往只关注电解质分解,忽视机械稳定性.

研究的目的:

• 开发用于DIB中的石墨阴极的双功能阴极/电解质介面 (CEI) 策略.
• 同时抑制电解质分解和增强石墨阴极的机械稳定性.
• 为了研究pH值可变酸盐在CEI施工中的使用.

主要方法:

• 使用湿涂法,对天然石墨 (NG) 颗粒进行人工涂层,使用pH变量酸盐 (LiH2PO4,Li2HPO4,Li3PO4).
• 应用一个双功能CEI建设战略.
• 理论计算和经验实验以阐明潜在的机制.

主要成果:

• 酸性LiH2PO4涂层有效地抑制了电解质分解,通过形成一个合规层.
• LiH2PO4涂层通过强大的粘合剂粘合增强了NG阴极的机械强度.
• 优化的NG阴极在60°C时表现稳定,在2°C时经过1万个循环后保持了80.7%的容量.

结论:

• 双功能CEI策略成功地解决了石墨阴极中的电解质分解和机械不稳定性.
• 这种方法显著提高了DIBs的循环稳定性和快速充/放电能力.
• 开发的方法为先进的储能材料提供了一条绿色和低成本的途径.