אנודה גרפיט לסוללת ליתיום יון

(אנודה גרפיט לסוללת ליתיום יון)

אנודת גרפיט היא המרכיב העיקרי של סוללת ליתיום יון (LIB). היתרון שלו על פני חומרי אלקטרודה שליליים חלופיים הוא מתח האינטרקלציה הנמוך שלו, אשר ניתן להגביר על ידי הוספת ממס משותף, והמוליכות החשמלית הגבוהה שלו. אוּלָם, אי-הפיך המחזור הראשון של גרפיט הוא עדיין אתגר גדול ליישומי LIB. מאמר זה דן באסטרטגיות שונות להפחתת ה-Cirr ולהשגת יעילות קולומבית גבוהה (CCE) לאנודות גרפיט מסחריות.

אסטרטגיה אחת היא שינוי ex situ של משטח גרפיט לפני הכנת התא והרכבתו באמצעות תוספי אלקטרוליטים או טיפולים כימיים. המטרה היא לשפר את האינטראקציה בין ליתיום לגרפיט ובכך להוריד את הקיבולת הבלתי הפיכה הראשונית. אוּלָם, גישה זו דורשת חלל גדול עם אווירת הגנה ומוסיפה שלב עיבוד נוסף לפני הרכבת האלקטרודות.

אסטרטגיה נוספת היא עיבוד גרפיט לפני ייצור הסוללה. המטרה היא ליצור צפוף יותר, מצב ליטיאציה צפוף יותר של הגרפיט אשר עמיד יותר בפני נקעים במהלך רכיבה על אופניים, ובכך לשפר את יכולת התעריף שלו. ניתן להשיג זאת על ידי לחיצה על אבקת מתכת ליתיום פסיבית (PLP) נטען על אנודות גרפיט מתחת ל-Ar בטמפרטורות גבוהות. תהליך ה-lithiation מנוטר אלקטרוכימית וקריסטלוגרפית.

להגביר עוד יותר את יכולת הקצב של אנודות גרפיט, פותח שילוב של שתי האסטרטגיות. בגישה זו, הגרפיט מיושן מראש עם PLP בתיבת כפפות מלאת Ar ומידת הליטיה המתקבלת (התמחות 2L) נמדד. אָז, הוא משויך ל-Amphi-Redox LMO@Gn והליתיום המתכתי המצופה מועבר בין האזור הליתי והבלתי מנוצל של הגרפיט כדי להתגבר על אי הפיך המחזור הראשון על ידי הגדלת שטח הפנים שלו.

(אנודה גרפיט לסוללת ליתיום יון)