充電5分鐘行駛1000公里——快充鋰離子電池研究取得進展

2017-10-09 15:10:55 新能源Leader 　點擊量：1349 評論 (0)

在過去的這個國慶假期期間，筆者駕車出游，在高速服務區驚喜的發現已經開始出現充電樁了，這表明隨著電動汽車的日漸普及，相關的配套設施也開始逐步增加，這對于提高電動汽車的便利性而言具有重要的意義。提到電

通過提高Li的負載量可以有效的提高負極的面容量密度，下圖a為Li：C=1:5，比容量為643mAh/g，圖b為1:2，比容量為1287mAh/g，圖c為1:1，比容量為1930mAh/g，從圖上可以看到提高Li負載量后，多孔碳Asp-GNRs材料仍然保持了很高的庫倫效率和循環性能。

在上述實驗中很重要的一點是TuoWang在多孔碳材料Asp中添加了石墨烯納米帶GNRs材料作為導電劑，以增強Asp材料的導電性，這一點在低倍率（0.65C和1.3C）下并不明顯，但是在較高的倍率下（2.6C圖c，5.2C圖d）就能觀察到較明顯的差距，特別是在5.2C倍率下，僅僅循環15次左右就能在庫倫效率上觀察到明顯的區別。通過SEM研究發現，在5.2C大倍率下，沒有添加GNRs的負極材料的表層出現了金屬Li枝晶，而在添加了GNRs的電極上則沒有觀察到這一現象。

下圖為TuoWang利用Asp-GNRs材料作為負極，硫碳混合物（S-C）材料作為正極制備的全電池的測試數據。從圖a中我們可以看到，在0.1，0.2，0.5，1和2C倍率下，材料的比容量分別達到720，690，655，613和559mAh/g，表現出了非常好的倍率性能。在0.5C的倍率下循環100次容量保持旅可達92%，遠高于使用裸露銅箔負極的對照組。全電池的功率密度可達1322W/kg，能量密度可達943Wh/kg。

TuoWang利用瀝青制備的多孔碳Asp材料作為金屬Li的載體，有效的克服了鋰枝晶的問題，相比于傳統的金屬鋰載體，如石墨烯、中空碳納米球等材料不僅具有制備工藝簡單的優勢，其制備成本還非常低廉，非常適合作為金屬鋰的載體使用。Asp材料的比表面積很高，因此賦予了其優異的倍率性能，使其能夠在大電流下進行工作，充電速度比傳統的鋰離子電池快10倍以上，對于快充電池的發展具有很重要的意義。