グラファイト陽極を使用した 50C 急速充電リチウムイオン電池
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概要
リチウムイオン電池は、高エネルギー密度で電気自動車市場に進出しましたが、グラファイト アノードによって制限される低速の動力学にまだ悩まされています。ここでは、Li めっきなしでマイクロサイズのグラファイト アノードの超高速充電 (XFC) を可能にする電解質が設計されています。バルク電解質中の Li+ の拡散、電荷移動プロセス、および固体電解質界面 (SEI) に関する包括的な特性評価とシミュレーションにより、XFC には高いイオン伝導率、Li+ の低脱溶媒エネルギー、および保護 SEI が不可欠であることが実証されています。この基準に基づいて、2 つの急速充電電解質が設計されています。1,3-ジオキソラン中の低電圧 1.8 m LiFSI (LiFePO4||グラファイト セル用) と、4-フルオロエチレンカーボネートとアセトニトリルの混合物中の高電圧 1.0 m LiPF6 です。 (容量で 7:3) (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||グラファイト セルの場合)。前者の電解液により、グラファイト電極は 50C で 180 mAh g-1 (1C = 370 mAh g-1) を達成できます。これは、従来の電解液の 10 倍です。後者の電解質により、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||グラファイト セル (2 mAh cm−2、N/P 比 = 1) は、4C 充電および 0.3C 放電で 170 mAh g−1 という記録破りの可逆容量を提供できます。 .この研究では、XFC の主要なメカニズムを明らかにし、グラファイト アノードを使用した実用的な急速充電 LIB のための有益な電解質設計原則を提供します。
参考文献
- https://doi.org/10.1002/adma.202206020