完整作者列表: Sagues, William;北卡罗来纳州立大学,森林生物材料;国家可再生能源实验室 Yang, Junghoon;国家可再生能源实验室 Monroe, Nicholas;北卡罗来纳州立大学,森林生物材料 Han, Sang-Don;国家可再生能源实验室,化学与纳米科学中心 Vinzant, Todd;国家可再生能源实验室,Yung, Matthew;国家可再生能源实验室,Jameel, Hasan;北卡罗来纳州立大学,森林生物材料 Nimlos, Mark;国家可再生能源实验室,Park, Sunkyu;北卡罗来纳州立大学,森林生物材料
石墨烯,11本质上是一层石墨,具有巨大的电位,具有令人印象深刻的理论能力高达744 mA H G 1,因为它遵循了两侧的单层吸附机制,而不是在石墨中观察到的分期插入反应机制。12–14然而,单层之间的弱范德华相互作用可能会导致不良的聚集,从而导致快速的性能降解和损害循环稳定性。为了减轻重新打击问题,Holey石墨烯及其衍生物已成为有前途的解决方案,引入了具有多种用途的多孔结构。15,16首先,它有效地减少了邻居层之间的弱相互作用,从而防止了团聚和维持结构完整性,还提供了额外的跨平面离子传输通道,从而促进了快速充电/放电过程。17–20,其次,特定的多孔框架可以在锂离子插入/提取过程中适应局部体积变化,从而增强循环。21在开发基于石墨烯的阳极材料的液体材料方面取得了巨大进展。2016年,Alsharaeh等。通过利用涉及Ag纳米颗粒的蚀刻方法,成功合成了孔减少石墨烯(HRGO)。此方法产生了具有特定多孔结构的HRGO,其孔的范围为2 nm至5 nm。所得材料表现出显着的容量,达到了减少石墨烯的2.5倍,并在100次充电/放电周期后表现出令人印象深刻的94.6%可逆能力。22进一步改善骑行
本文件中关于公司业务或拟议业务的陈述并非历史事实,而是涉及风险和不确定性的前瞻性陈述,例如描述公司未来计划、目标或目标的估计和陈述,包括公司或管理层预期发生所述情况或结果的措辞。由于前瞻性陈述涉及未来事件和条件,因此就其本质而言,它们涉及固有风险和不确定性。每种情况下的实际结果可能与此类陈述中当前预期的结果存在重大差异。投资者应注意不要过分依赖前瞻性陈述。
摘要:本文利用碳纳米纤维 (CNF)/碳纳米墙 (CNW) 的优点,进行了一项新的合成方法,以改善锂离子电池负极材料的特性。在碳基纳米材料中,CNW 具有低电阻和高比表面积的特点。CNF 具有可拉伸和耐用的优势。使用微波等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 系统以甲烷 (CH 4 ) 和氢气 (H 2 ) 混合气体生长 CNW。将聚丙烯腈 (PAN) 和 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF) 搅拌以制备溶液,然后使用静电纺丝法制备纳米纤维。然后使用热板在空气中进行热处理以稳定化。此外,使用快速热退火 (RTA) 在 800 ◦C 下进行 2 小时的热处理以生产 CNF。使用场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM) 确认 CNFs/CNWs 负极材料的表面和横截面图像。使用拉曼光谱检查结构特征和缺陷。进行循环伏安法 (CV)、电化学阻抗谱 (EIS) 和恒流充电/放电测试以分析电气特性。合成的 CNFs/CNWs 负极材料具有易于进行氧化和还原反应的 CV 值,并确认了 93 Ω 的低 Rct 值。
一种急剧变化,可以带来能量密度的优势,这是重新引入可充电电池化学中的Li金属阳极,由于安全问题在1980年代后期被放弃。与岩石石墨(特定容量340 mAh g 1)相比,Li Metal Anodes可以使用大约十分之一的质量(特定容量3860 mAh G 1)存储相同量的电荷。但是,只有在细胞中使用了几乎零的LI过量,并且如果不活跃的添加剂(例如宿主或涂层)不会添加超过10%的LI金属质量。[3]与与Li Metal相关的安全问题相比,这些条件具有挑战性,有时被忽视。由于其高反应性,Li金属阳极与电解质产生寄生反应,该反应会导致突出的形成被称为树突的突起。这些结构可以触发危险的热失控的操作,也与形成“死” Li的形成,即Li金属的片段,这些金属与阳极分离,因此不再是电路的一部分。死亡Li通过耗尽活性材料来加速细胞降解。由于耗尽的过程,一种常见的做法是通过添加其他LI金属来补偿。Li金属的过量不仅会增加细胞的循环寿命,而且还会降低与石墨阳极相比的重量优势。在过去的十年中,通过无数策略来控制和最小化树突形成方面取得了进展。尽管如此,这些策略的可行性和使用过多的LI的使用仍会怀疑。[3-5] div>
该氧化还原反应对应的理论容量约为 890 mAh·g −1 [1-4]。然而,与硅和锡材料类似,TMO 电极的储锂反应在锂化-脱锂过程中会伴随着较大的体积变化[1-4,6],但其体积变化不太显著[1]。这可能会导致电极粉碎,随后活性材料会从集流体上脱落。此外,Co 3 O 4 电极材料的离子和电子电导率较低,导致其充电/放电速度相对较慢[2,4]。为了克服上述缺点,已经提出了一些策略。其中一种方法是形成由 Co3O4 和不同材料组成的复合材料,包括碳基材料,例如石墨烯[7,8]、碳纳米管[9]、碳涂层[10]、竹荪衍生的碳[11]或其他过渡金属氧化物[12]。这种方法通常可以提高电导率,有时还可以减轻体积变化的影响。然而,同时会导致 Co3O4 容量下降。另一种策略与合成程序有关,该合成程序可以生产具有各种形状和形貌的纳米级 Co3O4 材料。已证实,当 Co3O4 材料具有小尺寸或适当的孔径分布和形貌(例如多孔或分级结构)或这两种特征的结合时,其电化学性能会得到改善[3,4]。到目前为止,已经提出了不同的合成方法,包括溶胶-凝胶法[4,6,13-15]、溶胶-电纺丝技术
doi:https://dx.doi.org/10.30919/es1060锂离子电池的基于硅的阳极开发及其在固态电解器Yifei Zhou,1 Wenfan Feng,1 Wenfan Feng,1 Yanbin Xu Xu 1,* Yanbin Xu Xu Xu 1,* Xingang Liu,* Xingang Liu,1 Zhiai Weqiia,1 Zhiai wangang,1 Zhi wangang,1 Zhi wang, Burcar,2 Zhe Wang 2,*和Zhenglong Yang 1,*抽象的锂离子电池(LIBS)由于其高能密度,较大的工作温度范围,高工作电压以及良好的安全性和循环稳定而广泛用于日常生活的各个方面。阳极是锂离子电池的重要组成部分,可以存储和释放锂离子。因此,选择阳极对改善电池性能的关键影响。基于硅的阳极预计将是下一代高性能锂离子电池的阳极材料,这是由于其高理论特异性能力和其他优势。然而,锂过程中硅的体积变化和诱导的SEI的不稳定性对硅阳极的发展构成了巨大的挑战。本文回顾了锂离子电池中硅阳极的开发,系统地介绍了基于硅的材料作为阳极所带来的挑战和改进方法,并研究了硅阳极在固态电解质中的应用。最后,关于锂电池的硅阴极的未来开发的一些看法。
提议的主题与“清洁燃料材料挑战”计划非常契合,因为它探索了一种可扩展的解决方案,用于制造具有独特形态和特性的纳米颗粒(电催化剂)。它有助于解决阻碍这一关键技术工业化的材料发现和开发挑战。该项目与 MCF 计划下与不列颠哥伦比亚大学合作的现有项目相一致,并将利用该计划下开发的能力进行材料性能评估。该项目有可能在材料成分以及方法论的某些方面产生知识产权。
与汽油汽车 (GC) 相比,电动汽车更加环保、节能且经济。然而,当前电动汽车的一个突出缺点是电池从空电状态到充满电需要很长的等待时间,而给 GC 充满电只需几分钟。在此背景下,美国能源部提出了“极限快速充电” (XFC) [2],具体要求充电时间为 15 分钟(4C 速率),以确保电动汽车的大规模普及。到目前为止,使用石墨负极和碳酸亚乙酯 (EC) 基电解质的商用 LIBs 不可能在没有锂镀层的情况下实现 XFC,因为与 Li/Li + 相比,石墨的工作电位在高倍率下很容易降至 0 V。[3] 人们进行了无数的尝试致力于石墨的结构改性以提高倍率性能,例如降低曲折度 [4] 和增加孔隙率。 [5] 然而,由于电池能量密度不可避免地会降低,这些以高功率换取低能量密度的尝试并不适合实际应用。另一方面,加速本体电解质中的 Li + 传输过程似乎是实现高动力学的有效方法 [6],而不会牺牲能量密度。低粘度的脂肪族酯 [7] 被用作