Baterai Li-Ion 50C Pengisian Cepat Menggunakan Anoda Grafit
|
Abstrak
Baterai Li-ion telah membuat terobosan ke pasar kendaraan listrik dengan kepadatan energi yang tinggi, namun mereka masih mengalami kinetika lambat yang dibatasi oleh anoda grafit. Di sini, elektrolit yang memungkinkan pengisian cepat ekstrim (XFC) dari anoda grafit berukuran mikro tanpa pelapisan Li dirancang. Karakterisasi dan simulasi komprehensif tentang difusi Li+ dalam elektrolit curah, proses transfer muatan, dan interfase elektrolit padat (SEI) menunjukkan bahwa konduktivitas ionik yang tinggi, energi desolvasi Li+ yang rendah, dan SEI pelindung sangat penting untuk XFC. Berdasarkan kriteria, dua elektrolit pengisian cepat dirancang: tegangan rendah 1,8 m LiFSI dalam 1,3-dioksolana (untuk sel LiFePO4||grafit) dan tegangan tinggi 1,0 m LiPF6 dalam campuran 4-fluoroetilena karbonat dan asetonitril (7:3 per vol) (untuk LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||sel grafit). Elektrolit sebelumnya memungkinkan elektroda grafit mencapai 180 mAh g−1 pada 50C (1C = 370 mAh g−1), yang 10 kali lebih tinggi daripada elektrolit konvensional. Elektrolit terakhir memungkinkan LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||sel grafit (2 mAh cm−2, rasio N/P = 1) untuk memberikan kapasitas reversibel yang memecahkan rekor sebesar 170 mAh g−1 pada pengisian 4C dan pelepasan 0,3C . Karya ini mengungkap mekanisme kunci untuk XFC dan memberikan prinsip desain elektrolit instruktif untuk LIB pengisian cepat praktis dengan anoda grafit.
Referensi
- https://doi.org/10.1002/adma.202206020