Модификации на графитен анод и катод за литиево-йонни батерии

(Модификации на графитен анод и катод за литиево-йонни батерии)

Графитът е избраният материал за много аноди. Евтино е, има дълъг цикъл на живот, и е съвместим с химията на литиево-йонните батерии. Но има някои проблеми с безопасността, свързани с графитните аноди, включително литиеви дендрити и покритие.

Увеличаването на кулоновата ефективност на графитния анод е основна грижа за изследователите през последните две десетилетия. Разработени са различни подходи за намаляване на необратимостта на първия цикъл, което води до кулонова ефективност на 90-96% за търговски графитни аноди.

Една обещаваща алтернатива на графита е силицият. Силицият е сравнително евтин, притежава висок гравиметричен и гравиметричен капацитет, и може да абсорбира повече литий от графита. Въпреки това, силицийът има само умерен присъщ специфичен капацитет. Поради тази причина, може да е трудно да се постигнат високи енергийни плътности, необходими за енергоемки приложения.

Потенциално решение на проблема е да се подобри междинната фаза на твърдия електролит (БЪДЕТЕ) върху графитния електрод. Това се прави чрез модифициране на повърхността на анода по начин, който предотвратява проникването на разтворения Mn2+ през SEI слоя.

Пример за това е използването на етилен карбонат като съразтворител в електролита на LIBs. Това позволява стабилен, междинна фаза на твърд електролит върху графитния електрод. Образуването на тази интерфаза инхибира непрекъснатото разлагане на електролита.

Друг потенциален подход е да се увеличи реверсивният капацитет на анода. В LIB, металният литий е покрит върху графитния електрод. Когато това се случи, той реагира с електролита. Докато този процес намалява разтворения Mn2+, може също така да отложи Mn върху анода.

(Модификации на графитен анод и катод за литиево-йонни батерии)