一種使用石墨陽極制造快速充電鋰離子電池的新方法

　　近年來，工程師和材料科學家一直在嘗試創(chuàng)造越來越先進的電池技術，這些技術充電速度更快，使用壽命更長，并且可以存儲更多能量。這些電池終將在電子和能源行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮至關重要的作用，為市場上各種便攜式設備以及電動汽車提供動力。

　　鋰離子電池 （LiB） 是目前廣泛使用的電池，為我們?nèi)粘Ｊ褂玫拇蠖鄶?shù)電子產(chǎn)品提供動力。因此，確定可擴展的方法來提高這些電池的充電速度是能源領域的主要目標之一，因為它不需要改用全新的電池成分。

　　中國華中科技大學的研究人員近提出了一種開發(fā)含有石墨基材料的快速充電鋰電池的新策略。他們提出的電池設計在《自然能源》雜志上發(fā)表的一篇論文中概述，被發(fā)現(xiàn)可以成功地加快鋰電池的充電時間，同時也使它們即使在充電數(shù)千次后也能保留大部分容量。

　　“電解質(zhì)中鋰離子的去溶劑化和固體電解質(zhì)界面（SEI）的擴散是限制石墨基鋰離子電池快速充電的兩個決定性步驟，”涂水斌、張寶及其同事在論文中寫道。

　　“我們表明，低溶劑配位的 Li +溶劑化結構可以在無機物質(zhì)的內(nèi)亥姆霍茲平面附近誘導產(chǎn)生。具體來說，相比之下，Li 3 P 可以通過 SEI實現(xiàn)更低的 Li +去溶劑化勢壘和更快的 Li +擴散能力到常規(guī) SEI 組件?！?/p>

　　本質(zhì)上，研究人員進行了一系列測試，以評估各種固體電解質(zhì)界面（SEI）成分如何影響所謂的Li +溶劑化結構，從而減少電池充電所需的時間。終，他們確定了一種材料組合，可以提高所謂的 Li +去溶劑化過程的效率，從而使 Li +離子能夠快速遷移穿過 SEI。

　　然后，該團隊發(fā)現(xiàn)了一種基于稱為 PS 石墨的材料的有前途的陽極，該材料由石墨表面頂部的超薄磷層組成。他們制造了這些陽極并將其集成到鋰電池中，然后通過實驗評估其性能。

　　Tu、Zhang 和他們的同事寫道：“我們在石墨表面構建了超薄 S 橋磷層，該層可原位轉化為具有高離子電導率的晶體 Li 3 P 基 SEI。” “我們采用這種石墨陽極的軟包電池顯示，充電 10 分鐘和 6 分鐘（6C 和 10C）分別可達到 91.2% 和 80% 的容量，并且在 6C 充電速率下經(jīng)過 2，000 多次循環(huán)后，容量保持率為 82.9%。 ”

　　總體而言，Tu、Zhang 及其同事的論文強調(diào)了 SEI 組件和結構考慮因素在影響 LiB 電池充電速度方面的關鍵作用。未來，他們提出的方法和有希望的實驗結果可能有助于開發(fā)日益快速充電和耐用的鋰電池，這有助于滿足電子行業(yè)的迫切需求。

　　研究人員在論文中總結道：“我們的工作強調(diào)了界面化學對于 Li +溶劑化結構和 SEI 形成的重要性，并且可以作為設計快速充電 LiB 的有效 SEI 組件的指南?！?/p>