鋰離子電池(LIBs)的儲能性能取決于電極容量和電極/電池的設計參數(shù),這些參數(shù)先前已分別解決,但在實際應用中仍不理想。在本研究中,我們展示了在富鎳氧化物上覆蓋共形石墨烯(Gr),在不使用常規(guī)導電劑的情況下,制造出含有高含量活性物質(~ 99% wt%)的高填充正極。具有99 wt %的LiNi
0.8Co
0.15Al
0.05O
2(NCA)和約4.3 g cm
-3電極密度,涂有Gr的NCA正極在0.2 C(~1.1 mA cm
-2)電流倍率下可提供較高的面容量,約5.4 mAh cm
-2(增加約38%),以及高的體積容量,約為863 mAh cm
-3(增加了34%); 這超過了純電極接近商業(yè)水平的電極設置(96 wt% NCA;~3.3 g cm
-3)。我們的研究結果為材料工程和電極設計提供了一條組合的途徑,以發(fā)展先進的鋰離子電池正極。

Fig. 1 富鎳氧化物上的Gr涂層。

Fig. 2 涂有Gr的NCA顆粒的FM圖像,以及Gr和富Ni氧化物之間的鍵構型。

Fig. 3 Gr涂層NCA正極的電化學性能。

Fig. 4 Gr涂層的NCA陰極的熱穩(wěn)定性和結構穩(wěn)定性。

Fig. 5 Gr涂層的致密NCA正極。
相關研究成果于2021年由韓國成均館大學Young-Jun Kim課題組,發(fā)表在Nature Communications(https://doi.org/10.1038/s41467-021-22403-w)上。原文:Graphene collage on Ni-rich layered oxide cathodes for advanced lithium-ion batteries。
轉自《石墨烯雜志》公眾號