对硬碳阳极的封闭孔形成和均SEI进行操纵,以实现高度可逆的储存
Zhanxu Zheng1, Bingying Pei1, Dazhi Shen1
1School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha, Hunan, 410083, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 30, 2025
概括
这项研究引入了用于离子电池的新型硬/软碳材料,提高了最初的库伦比克效率和稳定性. 新的阳极设计提高了实际应用的储存性能.
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:
- 离子电池 (SIB) 的硬碳 (HC) 阳极由于不稳定的固体电解质介相 (SEI) 形成,因此具有较低的初始库伦比效率 (ICE).
- 软碳 (SC) 阳极提供更光滑的表面,促进有序的SEI生长,但具有较差的储存性能.
研究的目的:
- 通过将SC的优势与HC的优势相结合,开发一种新的硬/软碳异构接口材料 (x-SMCC).
- 通过优化SEI形成和储存,提高SIB的HC阳极的电化学性能.
主要方法:
- 通过微晶纤维素和ylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride的一步热水联合组装合成了x-SMCC,随后进行了受控的碳化.
- 在SC集成后研究HC接口的结构修改和表面重建.
- 评估了电化学性能,包括可逆容量,ICE和循环稳定性.
主要成果:
- 经过优化后的5-SMCC显示出353.98 mAh g-1的高可逆容量,在30 mA g-1.1时可逆容量为353.98 mAh g-1.
- 由于引导集群形成和更平滑的SEI,实现了84.52%的增强ICE.
- 在1.5 A g-1的1000个循环后保留了78%的初始容量,表明了出色的循环稳定性.
结论:
- 硬/软碳异构接口材料有效利用互补性质,提高SIB阳极性能.
- 这种结构工程策略为开发具有成本效益的HC阳极和设计缺陷工程碳酸性材料提供了可行的途径.


