来自生物质的硬碳宿主添加商业用于高容量的离子电池阳极
Alireza Fereydooni1,2,3, Chenghao Yue1,2, Puritut Nakhanivej4
1National Energy Key Laboratory for New Hydrogen-Ammonia Energy Technologies, Foshan Xianhu Laboratory Foshan 528200 P. R. China.
Nanoscale advances
|March 11, 2026
概括
使用大麦宿主的碳复合材料为离子电池提供了高容量. 在混合动力阳极中使用35%的负载时,发现了性能和稳定性的最佳平衡.
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:
- 阳极可为离子电池带来更高的能量密度,但其循环稳定性较差.
- 从大麦中获得的硬碳为提供了一个多孔的,可持续的宿主结构.
- 开发稳定的碳复合材料对于下一代电池技术至关重要.
研究的目的:
- 创建和表征--碳 (Si-SiO2-C) 混合阳极使用大麦皮衍生的硬碳.
- 研究负载对这些混合阳极的电化学性能和稳定性的影响.
- 为了评估这些混合阳极在带有高压阴极的完整电池中的潜力.
主要方法:
- 使用商业粉和大麦皮衍生的硬碳制备具有不同含量 (20-50%重量) 的Si-SiO2-C混合阳极.
- 电化学测试包括循环电压测量,C/5速率的静电循环,和完整的电池组装.
- 分析结构整合,电化学性能 (容量,库伦比效率,稳定性) 和电压配置文件.
主要成果:
- 混合阳极展示了混合储存机制:硬碳吸附和合金/解合金.
- 随着含量增加,可逆容量增加,在50%重量Si下达到~1180 mAh g−1,但稳定性下降.
- BH35-Si35混合阳极表现出平衡的性能,具有高的初始库伦比效率 (~87%) 和稳定的循环.
- 使用BH20-Si50阳极的全电池提供了165mAhg-1 (阴极基础) 具有出色的初始库伦比效率 (98.3%),并在100个循环后保留了89%的容量.
结论:
- 来自-大麦的硬碳复合材料为高容量阳极提供了有前途的途径.
- 优化负载对于平衡容量和电化学稳定性至关重要.
- 开发的混合阳极展示了高能量密度离子电池的实际潜力,当与合适的阴极配对时.
