Composites de graphite pour batterie Li-Ion

(Composites de graphite pour batterie Li-Ion)

Le graphite est l'un des matériaux actifs les plus importants dans les batteries Li-ion et est largement utilisé comme électrode négative.. Il est très polyvalent et offre de nombreux avantages, y compris une excellente stabilité de charge, densité de puissance appropriée et densité d'énergie élevée.

Malgré des efforts de recherche approfondis pour trouver des alternatives appropriées avec des densités de puissance et/ou d'énergie améliorées, le graphite reste un pilier des batteries Li-ion commerciales actuellement disponibles. Le graphite offre également une excellente cyclabilité car il est capable d'absorber et de stocker les ions lithium..

Cependant, le graphite n'est pas le seul matériau actif des batteries lithium-ion, et le marché des LiB continue de croître à un rythme rapide. Cela est dû à l'émergence des véhicules électriques, véhicules rechargeables et véhicules électriques hybrides, qui deviennent rapidement de grands marchés.

Pour ces nouvelles applications, des composites contenant du graphite ont été développés. Il peut s'agir soit d'une anode à base de graphite pur, ou ils peuvent être une combinaison d'un composé de haute capacité (par ex., oxyde de silicium sous-stoechiométrique ou alliage silicium-métal) et graphite.

Il a été démontré que ces combinaisons offrent une augmentation considérable de l'efficacité coulombienne du premier cycle par rapport aux électrodes standard à base de graphite.. De plus, la densité d'énergie est encore augmentée lorsque l'électrode composite est prélithiée. Ceci a été réalisé, par exemple, en préparant une électrode composite pré-lithiée constituée de SiOx/graphite et de NCA avec une capacité surfacique supérieure à 600 mA h cm-2, avec un ICE de 86% après 150 cycles.

Cependant, une amélioration supplémentaire de la densité énergétique est nécessaire pour un déploiement commercial réussi. Outre les modifications ex situ mentionnées ci-dessus de la surface du graphite, un impact significatif peut être obtenu en adaptant la composition de l'électrolyte. Typiquement, cela se fait en ajoutant des additifs à la CE.

(Composites de graphite pour batterie Li-Ion)