四川大学王延青Adv. Sci.:利用单分散超长单壁碳纳米管制备自支撑LiFePO4正极 2023年10月7日 下午6:18 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 5 在柔性/可穿戴电子设备方面,低含量/不含非电化学活性粘结剂、导电添加剂和集流体是提高锂离子电池快充/放电性能和开发自支撑电极的关键问题。 图1. SWCNTs的分散示意图及表征 四川大学王延青等展示了一种简单而强大的制备方法,利用静电偶极相互作用和分散剂分子的立体阻碍,在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液中大量生产单分散的超长单壁碳纳米管(SWCNTs),并在磷酸铁锂(LFP)正极中构建连续互联的SWCNT网络。 首先,通过分子动力学(MD)模拟证实,具有特定结构的分散剂分子可以通过分子间作用力吸附在超长SWCNTs上,并通过静电和立体阻碍作用防止超长SWCNTs重新聚集。与SWCNTs粉末相比,单分散的超长SWCNTs更容易在电极中形成高效的导电网络,即使作为导电添加剂的添加量从5到0.5wt%不等。此外,在没有粘结剂的情况下,LFP颗粒可以在单分散超长SWCNTs的缠绕和包裹下有效固定,形成稳定的结构,从而大大提高了电极的比容量和高倍率稳定性。 图2. 无粘结剂电极(LFP-SWCNTx-BF)的制备与性能 因此,在导电添加剂含量为3wt%时,电极的比容量在20C时可达到90.7 mAh g-1,在5C下循环500次后容量保持率为71.3%。此外,这项工作展示了一种分层复合材料,其中纳米管排列成网络状的膜,将活性LFP颗粒包裹在制备的自支撑SWCNTs电极中。 所得自支撑电极在电解液中表现出良好的抗弯曲性和抗压性,可以承受至少7.2 Mpa的拉伸应力和5%的应变,并允许制备厚度达39.1 mg cm-2的高质量负载电极。这些研究无疑将为在坚韧、无粘结剂、自支撑的电极中构建有利于电子/离子传输的高效导电网络提供有效和实用的策略。 图3. 自支撑电极(LFP-SWCNT-SS)的性能 Preparation of Tough, Binder-Free, and Self-Supporting LiFePO4 Cathode by Using Mono-Dispersed Ultra-Long Single-Walled Carbon Nanotubes for High-Rate Performance Li-Ion Battery. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202207355 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/2023/10/07/21027463a6/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 浙江大学肖丰收/王亮团队,再发Nature Catalysis! 2022年11月17日 李俊华&彭悦Nano Research:选择性溶解法合成高负载Pt单原子催化剂 2022年10月10日 AEM:锂离子电池正极材料可持续性展望 2023年10月16日 天大ACS Nano: 尿素产率达7.29 umol cm-2 h-1!Cu@Zn纳米线用于高效电合成尿素 2024年3月12日 中南郑俊超Mater. Today:全面了解层状过渡金属氧化物中的Li/Ni混合 2023年10月15日 【DFT】如何利用第一性原理计算TiO2表面反应 2023年11月24日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交