为离子电池使用低成本纳米电解质添加剂实现石墨阳极的快速充电和增强循环稳定性
Haoran Xiong1, Xingjian Qin1, Jiajin Li1
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Energy Science and Engineering, School of Chemistry and Molecular Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu Province 211816, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 30, 2025
概括
纳米二氧化添加剂提高了石墨电极稳定性和离子电池的性能. 这增强了离子导电性,并形成了一个保护接口,使长期,高速循环和跨温度稳定的运行.
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:
- 石墨是离子电池中的关键阳极材料.
- 在长时间循环过程中,石墨电极面临着稳定性和反应动力学的挑战.
- 提高石墨性能对于先进的电池应用至关重要.
研究的目的:
- 为了提高石墨电极的速率能力和长周期性能.
- 研究纳米二氧化提高电极性能的机制.
- 为先进的离子电池电解质开发一种简单有效的战略.
主要方法:
- 使用纳米二氧化 (SiO2) 作为石墨电极中的添加剂.
- 进行理论计算,电化学和结构研究.
- 在改造的石墨白电池和石墨白电池LiFePO4电池上进行了电化学性能评估.
主要成果:
- 纳米SiO2增强了电解质的离子导电性和Li+转移数.
- 该添加剂促进富含的固体电解质间相 (SEI) 形成.
- 修改后的细胞显示出优异的容量保留 (98%在400个循环后) 和高速率的性能 (150mAhg-1在1000个循环后在2Ag-1).
- 在0°C和60°C观察到稳定的运行.
- 石墨水处理器LiFePO4全细胞显示出优越的容量保留 (81.3%在300个循环后).
结论:
- 纳米二氧化是一种有效的添加剂,可以改善石墨电极的稳定性和动力学.
- 该战略提高了离子电池的性能,用于快速充电和长期循环.
- 这种方法为设计高性能离子电池电解质提供了可行的途径.


