鋰離子電池的新型電極材料,容量如何?

對電池能量密度的需求不斷增加,需要具有更高容量的新型電極材料。最近,科學家們報道了一系列除了商業化石墨陽極之外的新型陽極材料,包括Si、SnO2、Fe2O3等。這些陽極材料與石墨相比具有更高的初始容量。然而,這些大容量電極在充放電過程中的體積變化是一個新問題,這將導致快速容量衰減。以往的工作主要集中在設計納米結構材料以解決體積變化大的問題,但是納米材料也有一些侷限性,如抽頭密度低,不利於實際應用。

鋰離子電池的新型電極材料,容量如何?

該研究的第一作者小明說:“鑑定出的新型陽極材料CaV4O9微花顯示出非常有希望和令人興奮的特性。”

研究人員發現,當用於鋰離子電池時,CaV4O9微花陽極可以顯示大約700mAh g-1的可逆重量容量,大約是商業石墨的兩倍。當高質量負載量為4.4毫克CM-2時,它可以顯示出高面積面積的2.5 MAH CM-2。更重要的是,它顯示出優異的循環穩定性。研究人員展示了一個穩定的循環超過400個週期,面積容量超過1.5毫安CM-2。

質量負載和麵電容是電極的重要參數。在實際應用中,高質量負載和高面積容量是必要的。然而,以往對大容量陽極的研究大多隻提供極低質量負載水平(<1.0mg cm-2)下的電化學性能。在這種情況下,獲得的數據,如循環穩定性和速率能力看起來非常好,非常有前景,但實際上低質量負載伴隨著低面積容量遠離實際應用的水平,”小明解釋道。“我們在高質量負載和高面積容量下的結果表明,CaV4O9微花是一種很有前途的新型陽極材料。”

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