北大劉忠範/彭海琳課題組在《Nano Lett》:層狀石墨烯用於定量分析鋰離子電池介電層集電器的界面性能

2021-02-20 材料分析與應用

1、石墨烯設計的Al集電器/電解質界面處增強的防腐性能

2、石墨烯表層使商用鋁箔用作LIB中的正極集電器時具有與電解質和電極材料幾乎理想的界面

3、在金屬箔上分層石墨烯合成的批量生產方法,證明了其技術可擴展性

北京大學劉忠範院士(點擊藍色字體有導師詳細介紹)和彭海琳教授(點擊藍色字體有導師詳細介紹)等人通過石墨烯表層使商用鋁箔用作LIB中的正極集電器時具有與電解質和電極材料幾乎理想的界面。結果表明,界面電阻佔主導地位,即比電極材料高2個數量級。分層石墨烯可以消除界面阻力中間層。CC上的陰極具有消除的界面電阻,可以提供大大提高的功率密度輸出。此工作量化了影響電池性能的介觀因素,並提供了提高LIB性能的實用指南。

1.示意圖分別顯示了(a)鋁箔集電器(CC)和(b)帶有電極材料(EM)的分層石墨烯工程化的鋁箔CC 之間的模型界面。

圖2. Al集電器上的分層石墨烯的合成和表徵

圖3.分層石墨烯工程鋁集電器的界面特性

圖4. LFP電極在不同集流體上的半電池電化學性能

圖5. LFP電極在與人工石墨陽極配對的不同集流體上的全電池電化學性能

儘管其合成是在相對較低的溫度下進行的,但目前其商業化的瓶頸在於合成效率低和成本高。該工作有望開拓石墨烯市場。

來源:文章來自Nano Lett.網站,由材料分析與應用整理編輯。

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