Grafit Anot Kullanan 50C Hızlı Şarj Edilen Li-İyon Piller
|
Soyut
Li-ion piller, yüksek enerji yoğunluklarıyla elektrikli araç pazarına giriş yaptı, ancak yine de grafit anot tarafından sınırlandırılan yavaş kinetikten muzdaripler. Burada, Li kaplamasız mikro boyutlu bir grafit anotun aşırı hızlı şarjını (XFC) sağlayan elektrolitler tasarlanmıştır. Li+'nın toplu elektrolit, yük transfer süreci ve katı elektrolit interfaz (SEI) içindeki difüzyonu üzerine kapsamlı karakterizasyon ve simülasyonlar, yüksek iyonik iletkenliğin, Li+'nın düşük desolvasyon enerjisinin ve koruyucu SEI'nin XFC için gerekli olduğunu göstermektedir. Kriter temelinde, iki hızlı şarj elektrolit tasarlanmıştır: 1,3-dioksolan içinde düşük voltajlı 1.8 m LiFSI (LiFePO4||grafit hücreler için) ve 4-floroetilen karbonat ve asetonitril karışımı içinde yüksek voltajlı 1.0 m LiPF6 (hacimce 7:3) (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||grafit hücreleri için). Eski elektrolit, grafit elektrotun 50C'de (1C = 370 mAh g-1) 180 mAh g-1 elde etmesini sağlar; bu, geleneksel bir elektrolitten 10 kat daha yüksektir. İkinci elektrolit, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||grafit hücrelerin (2 mAh cm−2, N/P oranı = 1) 4C şarjda ve 0.3C deşarjda 170 mAh g−1'lik rekor kıran tersinir kapasite sağlamasına olanak tanır. . Bu çalışma, XFC için temel mekanizmaları açıklar ve grafit anotlu pratik hızlı şarj LIB'ler için öğretici elektrolit tasarım ilkeleri sağlar.
Referanslar
- https://doi.org/10.1002/adma.202206020