成果简介
石墨烯尚未大规模生产,因此基于石墨烯的实用快速充电锂离子电池(LIB)原型并不多见。石墨烯由于其无缺陷的原子排列而遭受长时间的面内和不情愿的深度锂扩散,导致作为LIB阳极的速率性能不令人满意。本文,山东大学邓伟侨教授、吴昊教授团队在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“Ordered-Range Tuning of Flash Graphene for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries”的论文,研究实施了组合闪光焦耳加热和球磨处理,以实现石墨烯的克级生产(称为闪光石墨烯,FG)和石墨烯结构的面内有序范围调制。
球磨后,缺陷缺陷的涡轮层FG转化为缺陷丰富的裂纹FG(CFG),其有序范围缩短,层间间距增大。CFG阳极在比容量和速率性能方面优于FG、商用炭黑和石墨电极,这是由于锂传输通道开放和路径缩短。此外,它显示出优异的循环稳定性,在第500次循环时保持99%的高容量。此外,它与LiFePO+4阴极配合良好,使LIB全电池在2C和4C时的充电状态分别为77%和62%。这项关于石墨烯生产和结构工程的研究为快速充电锂离子电池的商业潜力提供了实际应用。
图文导读
图1. (a) 从CB到CFG转换的形态结构示意图。(b) FG的TEM图像和(c) HRTEM图像。(d) CFG的TEM图像和(e)HRTEM图像。
图2. 获得的样品的物理化学特性。
图3. 半电池中各种阳极的电化学特性。
图4. 各种电极的电化学动力学性能。
图5. CFG//LFP全电池的电化学性能
小结
总之,我们介绍了FJH实现,以实现FG的克级生产和随后的BM处理以获得CFG。这项工作为生产快充LIB阳极提供了一种低成本、高通量的方法,可用于商业快充LIBs。
文献:https://doi.org/10.1021/acsanm.2c04717
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