锂离子电池的新型电极材料,容量如何?

对电池能量密度的需求不断增加,需要具有更高容量的新型电极材料。最近,科学家们报道了一系列除了商业化石墨阳极之外的新型阳极材料,包括Si、SnO2、Fe2O3等。这些阳极材料与石墨相比具有更高的初始容量。然而,这些大容量电极在充放电过程中的体积变化是一个新问题,这将导致快速容量衰减。以往的工作主要集中在设计纳米结构材料以解决体积变化大的问题,但是纳米材料也有一些局限性,如抽头密度低,不利于实际应用。

锂离子电池的新型电极材料,容量如何?

该研究的第一作者小明说:“鉴定出的新型阳极材料CaV4O9微花显示出非常有希望和令人兴奋的特性。”

研究人员发现,当用于锂离子电池时,CaV4O9微花阳极可以显示大约700mAh g-1的可逆重量容量,大约是商业石墨的两倍。当高质量负载量为4.4毫克CM-2时,它可以显示出高面积面积的2.5 MAH CM-2。更重要的是,它显示出优异的循环稳定性。研究人员展示了一个稳定的循环超过400个周期,面积容量超过1.5毫安CM-2。

质量负载和面电容是电极的重要参数。在实际应用中,高质量负载和高面积容量是必要的。然而,以往对大容量阳极的研究大多只提供极低质量负载水平(<1.0mg cm-2)下的电化学性能。在这种情况下,获得的数据,如循环稳定性和速率能力看起来非常好,非常有前景,但实际上低质量负载伴随着低面积容量远离实际应用的水平,”小明解释道。“我们在高质量负载和高面积容量下的结果表明,CaV4O9微花是一种很有前途的新型阳极材料。”

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