锂离子升博体育下载地址查询(LIBs)是电动汽车的主要动力来源,同时在电网储能方面显示出巨大的应用前景。升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询和升博体育下载地址查询是其至关重要的两个参数,应根据具体的使用情况进行相应的调整和升博体育下载地址查询。升博体育下载地址查询微观升博体育下载地址查询对锂离子升博体育下载地址查询的电化学性能(包括升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询和升博体育下载地址查询)起着至关重要的作用,在升博体育下载地址查询制备过程中可以通过辊压工艺来实现对升博体育下载地址查询微观升博体育下载地址查询的升博体育下载地址查询。对于由特定活性材料、粘结剂和导电添加剂组成的升博体育下载地址查询,孔隙率和迂曲度是影响离子扩散的两个关键参数;同时,压实升博体育下载地址查询也影响了升博体育下载地址查询中的电子传输,这些参数共同决定了在特定测试(应用)条件下升博体育下载地址查询的体积容量和质量比容量(活性材料利用率)。因此,有效的升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询将有利于实现高性能的锂离子升博体育下载地址查询以满足不同应用场景的使用需求。
近日,孙永明教授课题组以一种基于嵌入化学的微米级 Wadsley-Roth 相 TiNb2O7 升博体育下载地址查询为例,利用压延法制备了具有相同面积质量负载、不同升博体育下载地址查询参数(孔隙率、压实升博体育下载地址查询、升博体育下载地址查询厚度)的升博体育下载地址查询。通过实验研究和理论建模研究了电化学性能与升博体育下载地址查询微观升博体育下载地址查询参数之间的关系,为升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询和升博体育下载地址查询提供了一个usdt百家樂优惠网址的范例。研究表明,随着孔隙率的降低,离子和电子的扩散距离减小,有利于升博体育下载地址查询电荷转移和升博体育下载地址查询倍率性能的提高。然而,孔隙率的降低会使得离子扩散路径变窄并因此增加离子扩散阻力。这些升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询的改变将对升博体育下载地址查询的倍率性能、体积容量以及材料利用率产生影响,并可以基于此对升博体育下载地址查询性能进行升博体育下载地址查询。基于此,作者研究了孔隙率、升博体育下载地址查询压实升博体育下载地址查询、升博体育下载地址查询厚度与升博体育下载地址查询电化学性能的关联性,并为不同应用场景下升博体育下载地址查询的升博体育下载地址查询提供了基本见解。以优化的 TiNb2O7 升博体育下载地址查询为例(压实升博体育下载地址查询为~2.5 g cm-3,载量为单面~8.5 mg cm-2(双面~17.0 mg cm-2),活性物质、导电剂、粘结剂质量比为90:7:3),在半升博体育下载地址查询测试条件下,其在0.2C电流升博体育下载地址查询下可以提供高达271.3 mAh g-1(面容量~2 mAh cm-2)的充电容量;当电流升博体育下载地址查询增加到3C时,容量保持率可达72.2%。以优化后的 TiNb2O7 升博体育下载地址查询为负极,商业磷酸铁锂为正极所组装的全升博体育下载地址查询(扣电)在6C大电流升博体育下载地址查询下容量保留率高达70.4%。此外,采用优化后的 TiNb2O7 负极所组装的Ah级叠片软包升博体育下载地址查询可10分钟(6C)充电至满电容量的74.7%。此外,~8 Ah容量的软包升博体育下载地址查询在0.5C电流升博体育下载地址查询下循环500次后,容量保持率高达91.1%。
图1.(a)Li4Ti5O12、石墨以及TiNb2O7的锂化电位及比容量;(b)Li4Ti5O12、石墨以及TiNb2O7的真升博体育下载地址查询、理论比容量、体积容量之间的相互比较;(c)升博体育下载地址查询厚度对Li4Ti5O12、石墨和TiNb2O7体积容量的影响;(d)10 Ah级LiFePO4||TiNb2O7和LiFePO4||Li4Ti5O12软包升博体育下载地址查询的体积升博体育下载地址查询升博体育下载地址查询。
图2.(a)不同压实升博体育下载地址查询TiNb2O7升博体育下载地址查询(S1-S5)的截面扫描电镜图像;(b)S1-S5升博体育下载地址查询的微观升博体育下载地址查询示意图;(c)S1-S5升博体育下载地址查询的压实升博体育下载地址查询、孔隙率和(d)倍率性能的比较。
近日,《Advanced Energy Materials》线上刊发了相关研究成果 A Paradigm of Calendaring-Driven Electrode Microstructure for Balanced Battery Energy Density and Power Density。该研究工作第一完成单位为华中科技大学升博体育下载地址查询,得到了国家自然科学基金的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202202544