最新Nature子刊:含硅負(fù)極和嵌入型正極的高能鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化 2023年10月23日 下午4:38 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 24 利用硅(Si)、硅基(Si-B)和硅衍生物(Si-D)負(fù)極與高容量/高電壓嵌入型正極(IC)相結(jié)合的可充電鋰基電池技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。這源于它們實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)的能量密度,為電動汽車和可再生能源提供了新途徑。然而,這種高能系統(tǒng)受到其復(fù)雜化學(xué)和內(nèi)在缺點(diǎn)的限制。 圖1. 多年來鋰離子電池的發(fā)展概況 在此,德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院Stefano Passerini教授及亞琛工業(yè)大學(xué)Egbert Figgemeier等人對由Si/Si-B/Si-D負(fù)極與IC正極材料制成的可充電電池進(jìn)行了深入剖析。 作者首先提供了對電極材料的詳細(xì)分析,確立了電池級性能與原子/材料級屬性之間的相關(guān)性,總結(jié)了Si/Si-B/Si-D||IC電池面臨的挑戰(zhàn):為了將該技術(shù)商業(yè)化,Si/Si-B/Si-D負(fù)極會遭受非常大的體積變化,IC正極主要受其化學(xué)/電化學(xué)不穩(wěn)定性(如陽離子置換、過渡金屬離子的溶解、活性氧釋放等)影響。 圖2. 電池級性能與原子/材料級特性之間的相關(guān)性 在器件方面,作者指出產(chǎn)業(yè)化時應(yīng)考慮各種標(biāo)準(zhǔn)以充分評估電池的性能,即能量效率、使用壽命(循環(huán)/日歷壽命)、能量密度、倍率性能、穩(wěn)定性、安全性和成本等,并以此為目標(biāo)給出了緩解策略(包括庫倫效率和能量效率方面、電解液設(shè)計、預(yù)鋰化、聚合物粘結(jié)劑的設(shè)計、Si負(fù)極顆粒和合金工程等)。最后提出了當(dāng)前電池發(fā)展的前景、對未來研究方向的洞察以及推進(jìn)Si/Si-B/Si-D||IC電池發(fā)展的指導(dǎo)方針。 圖3. Si/Si-B/Si-D||IC電池的挑戰(zhàn)和解決方案 Production of high-energy Li-ion batteries comprising silicon-containing anodes and insertion-type cathodes, Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-25334-8 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/23/a5b9c03efa/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 Chem. Eng. J.: 調(diào)控MnSxO2-x /MnCo2S4界面活性中心以提高中性電解質(zhì)中OER和鋅-空氣電池性能 2021年8月28日 福大Nat. Commun.: 揭示CH4氧化過程中Pd的氧化還原動力學(xué)和表面結(jié)構(gòu)變化 2024年6月25日 ?四大團(tuán)隊(duì)精誠合作,最新Advanced Materials:零價態(tài)的單原子Pd基催化劑! 2023年10月13日 面對質(zhì)疑,26頁回復(fù)審稿人!南航彭生杰團(tuán)隊(duì),電催化最新Nature子刊! 2024年4月11日 導(dǎo)師讓我花20萬自費(fèi)讀博!我發(fā)了601封申博郵件,98%婉拒了 2023年11月23日 張聯(lián)齊/宋大衛(wèi)/張洪周AEM:小尺寸單晶正極實(shí)現(xiàn)更好的4.5V全固態(tài)鋰電 2023年10月7日