倫敦大學學院EES:提高鋰離子電池放電倍率性能的多尺度微觀結構設計 2023年10月17日 下午7:18 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 16 汽車電池的快速放電能力不僅影響電動汽車的加速和爬坡性能,而且影響復雜駕駛循環下的可行駛里程。了解多尺度下的復雜物理和化學過程對于協助電極的戰略設計以提高倍率性能至關重要。 圖1. 放電倍率性能對NMC粒子表面形態的依賴性 在此,倫敦大學學院(UCL)Paul R Shearing, Xuekun Lu等人將富鎳NMC正極的放電倍率性能與電極結構相關聯,從單粒子水平的晶體取向、表面形態和裂紋,到影響電極水平的固態和液態傳輸(SST和LST)優勢的因素。 研究表明初級粒子的隨機取向會導致SST電阻在5C下增加2.35倍,并導致粒子內不均勻的鋰化,內部裂紋顯著限制了活性材料的可及性。雙層顆粒被證明是比單晶顆粒更有希望的候選者。 圖2. LST和SST在決定電池放電倍率性能方面的競爭分析 在電極水平,作者首次量化了SST優勢深度以指導微結構調控,并為各種結構的電極提出了合理的工作窗口。電池前端反應穿梭于電極深度以減輕極化,這可以為電池管理開發提供有價值的見解。 最后,通過比較單晶和多晶NMC811電極的性能,表明電極厚度和孔隙率對于提高單晶電極放電倍率性能更為關鍵,而多晶電極則相反,其中梯度粒子占比和尺寸分布相對更重要。 圖3. 實驗和建模綜合比較單晶和多晶NMC811電極的放電倍率性能 Multi-length scale microstructural design of lithium-ion battery electrodes for improved discharge rate performance, Energy & Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/D1EE01388B 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/17/00ef00b84f/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 吳英鵬/王東/歐星AEM:受巢狀結構啟發,獲得超高倍率鈉離子電池正極! 2023年10月14日 ?張山青/鐘育霖ACS Nano: 簡單添加CO2可誘導界面層實現超穩定鋅負極! 2023年10月7日 西交李明濤課題組:g-C3N4/石墨烯夾層增強鋰硫電池循環性能 2023年11月24日 Windows大型軟件安裝錯誤的一般解決方法 2023年11月24日 KAUST張華彬教授,新發Nature子刊!銅單原子催化劑用于CH4選擇性光氧化制HCHO 2024年10月23日 中科大閆文盛/談浩&清華大學王定勝,最新Nature Synthesis! 2024年6月4日