ACS Energy Letters:什么影响着高面容量固态电池硅基负极的倍率性能? 2023年10月3日 下午2:28 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 5 在固态电池(SSB)电极中实现高面容量和倍率性能是具有挑战性的,因为电荷载流子在厚的全固态复合电极中传输缓慢,这源于传输强烈依赖于压缩复合体的微观结构和孔隙度。为引入像硅这样的高容量材料,需要在整个电极上进行快速的离子和电子传输。 图1 半电池组件示意图 蒙纳士大学Moumita Rana、Wolfgang G. Zeier、芝加哥大学Anja Bielefeld等展示了一条实现高性能硅基SSB负极复合材料的途径,并研究了其中所涉及的电荷载体传输和微观影响。 具体而言,通过改变硅的颗粒大小和负极复合材料中固态电解质(SE)的离子传导性,并分析其电化学性能和电荷载流子传输,作者发现,活性材料颗粒的表面与体积比增强,有效离子传导性提高,颗粒大小兼容,复合材料成分分布均匀,孔隙率变低,有利于硅基负极复合材料的高性能发挥。这种策略允许在环境温度下,在1.6 mA・cm-2和8 mA・cm-2的电流密度下,通过复合电极中硅纳米颗粒和快速离子传导电解质的组合,获得10 mAh・cm-2和4 mAh・cm-2的比容量。 图2 不同复合负极的电化学性能 详细的直流极化结果和微观结构模型显示,硅和SE的粒径兼容性导致压缩负极复合材料的低孔隙率,这有利于在整个SE基质中更均匀地分布离子通量,从而改善电极的有效离子传导性。要进一步提高负极复合材料的性能,需要优化SE的粒径、复合材料的加工和烧结路线,以便在不影响有效离子传导性的情况下实现电极中较低的孔隙率,这将有利于减少离子传导途径的曲折和快速,从而促进SSB的电极的高性能行为。 图3 硅粒径和SE离子电导率对负极复合材料倍率性能的影响 Toward Achieving High Areal Capacity in Silicon-Based Solid-State Battery Anodes: What Influences the Rate-Performance? ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00722 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/03/2e12715c43/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 刘彬/李旭宁等Nature子刊:原位光谱研究电还原CO/CO2制甲醇中单原子中心本征结构 2023年10月4日 余桂华等人ACS Nano:1.2 mm超厚电极的规模化制备 2023年10月27日 北师大/内大ACS Catalysis:揭示铁基层状双氢氧化物的自旋磁效应 2023年10月12日 纪红兵/黄勇潮Chem. Eng. J.: 无定型FeOOH修饰缺陷BiVO4光阳极用于PEC OER 2023年10月14日 侯仰龙/王静/赵玉峰Angew:Fe-N-C结构中引入Mg,诱导局部场畸变以改善电催化OER动力学 2023年11月29日 优秀的化学人是如何追女孩的。。。 2023年11月10日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交