50C Fast-charge na Li-Ion na Baterya Gamit ang Graphite Anode
|
Abstract
Ang mga baterya ng Li-ion ay pumasok sa merkado ng de-kuryenteng sasakyan na may mataas na densidad ng enerhiya, ngunit nagdurusa pa rin sila sa mabagal na kinetics na limitado ng graphite anode. Dito, idinisenyo ang mga electrolyte na nagpapagana ng extreme fast charging (XFC) ng isang microsized graphite anode na walang Li plating. Ang komprehensibong characterization at simulation sa diffusion ng Li+ sa bulk electrolyte, charge-transfer process, at ang solid electrolyte interphase (SEI) ay nagpapakita na ang mataas na ionic conductivity, mababang desolvation energy ng Li+, at protective SEI ay mahalaga para sa XFC. Batay sa criterion, dalawang fast-charging electrolyte ang idinisenyo: low-voltage 1.8 m LiFSI sa 1,3-dioxolane (para sa LiFePO4||graphite cells) at high-voltage na 1.0 m LiPF6 sa pinaghalong 4-fluoroethylene carbonate at acetonitrile (7:3 by vol) (para sa LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||graphite cells). Ang dating electrolyte ay nagbibigay-daan sa graphite electrode na makamit ang 180 mAh g−1 sa 50C (1C = 370 mAh g−1), na 10 beses na mas mataas kaysa sa isang conventional electrolyte. Ang huling electrolyte ay nagbibigay-daan sa LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||graphite cells (2 mAh cm−2, N/P ratio = 1) na magbigay ng record-breaking reversible capacity na 170 mAh g−1 sa 4C charge at 0.3C discharge . Inilalahad ng gawaing ito ang mga pangunahing mekanismo para sa XFC at nagbibigay ng mga prinsipyo ng disenyo ng electrolyte na nakapagtuturo para sa mga praktikal na LIB na mabilis na nagcha-charge na may mga graphite anode.
Mga sanggunian
- https://doi.org/10.1002/adma.202206020