打破传统,N/P<1电池设计!华科大黄云辉/李真,最新AEM!

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研究概述
阳极(负极)和阴极(正极)的面积容量比(N/P比)是锂离子电池的一个重要参数。
考虑到制造公差和电池安全,几乎所有电池都保持N/P比大于1。偏离这个比例可能导致锂在负极表面沉积,带来重大风险。
基于此,2024年10月30日,华中科技大学黄云辉教授/李真教授在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Innovative Anode Design to Enhance Both Volumetric and Gravimetric Energy Densities of LiCoO2||Graphite Pouch Cells》的研究论文。
在这里,研究人员提出了一种新的设计理念,即采用梯度结构石墨(Gr)负极,使N/P比小于1,在不牺牲电池安全性的前提下,有效实现更高的能量密度。
这是通过在负极(Gr-Agx)的底层掺入少量银(Ag)纳米颗粒来实现的,这些颗粒有效调节了锂离子沿电极厚度的浓差极化。
研究表明,4 Ah LiCoO2||Gr-Ag0.5(N/P=0.8)软包电池的体积能量密度比LiCoO2||Gr(N/P=1.1)增加了14.5%。
此外,研究人员还在LiFePO4||Gr电池中验证了N/P<1设计模式的普遍适用性和有效性。
图文解读
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图1:不同N/P比对电池结构和性能的影响
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图2:负极材料在锂化过程中的行为和库仑效率
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图3:全电池的循环性能和体积变化
文献信息
Innovative Anode Design to Enhance Both Volumetric and Gravimetric Energy Densities of LiCoO2||Graphite Pouch Cells, Advanced Energy Materials2024

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