掃地機用12.8V磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)廠家
化學預鋰化方法在高比能鋰離子電池中的應用:
眾(zhòng)所周知,高能量密度鋰離子電(diàn)池體係的構建需要具(jù)有高容量和低電壓的負極材料(如Si負極和Sn負極),但是這些負極材料在鋰化過程中都存在著巨大(dà)的體積(jī)膨脹。體積膨脹(zhàng)導(dǎo)致多餘的鋰離子消耗,造成對全電池不利的不可逆容量和較低的前幾周庫(kù)倫效率。近幾年,艾(ài)新平教授的研究團隊新開發出了簡單的化學預鋰化方法來對電化學(xué)循環前的正負極材料預補鋰(lǐ)以補償其首周SEI膜形成所消耗的Li來提高庫倫(lún)效率[6]。對於不含Li的(de)正極材料如硫化聚丙烯腈(jīng)(S-PAN)來說,預鋰化處理能夠(gòu)使其有機會與無鋰負極匹配(pèi)為全電池,而避(bì)免了使用(yòng)金(jīn)屬(shǔ)鋰負極麵臨的枝晶生長等(děng)棘手的問題。
圖4 化(huà)學預鋰化的Li2S-Si全電池示意圖
邦力威18650鋰電池的(de)比能量在不同類型的電池上不一樣
2019年,艾新平教(jiāo)授團隊在ACS Energy Letters上報道了他們有(yǒu)關化學預(yù)鋰化方法在高比能鋰離子電池構建(jiàn)方麵的研究(jiū)成果。他們利用萘鋰溶液(yè)對S-PAN正(zhèng)極(jí)進行了全部預鋰化使其(qí)成為Li2S-PAN正極,對Si負極進行了部分預鋰(lǐ)化,並將這兩種(zhǒng)電(diàn)極匹配構建了能量密度高達710Wh/kg的Li2S-Si全電池。這種高比(bǐ)能全電池工作過程中的Li+主要由完全預鋰化的正極提供,Si負極部分預鋰化(huà)的結果是(shì)降低首周SEI膜形成造成的容量損失。該Li2S-Si全電池的首周庫倫效率高達93.45%,循環穩定性和倍率性能也十分優(yōu)異。萘鋰溶液作為化學預鋰化試劑的(de)優勢在於其穩定性和溫和型,與傳統的正(zhèng)丁基鋰預鋰化試劑相(xiàng)比,共軛(è)芳環能夠限度地穩定含(hán)鋰自由基,其在空氣條件下暴露也十分安全。而與工業上常用的鋰粉補鋰相比,液態的預鋰化試(shì)劑(jì)更能(néng)夠使電極材料(liào)內部預鋰化程度均一。
VOCsVOCs(ads)H2OH2O(ads)光激發步驟TiO2粒子(zǐ)具有能帶結構,由充滿電(diàn)子的(de)低能價帶(dài)(VB)、空的高能導帶(CB)和之間的禁帶組成,當受到能量超(chāo)過禁帶寬度的光線照(zhào)射時,價帶(dài)上的電子被激發躍遷至導帶,並(bìng)在價帶上留下相應的(de)空穴(h+),被吸附劑基材高度分散的納米TiO2可使光(guāng)生電子和空穴很快從體內遷(qiān)移至表麵,進而參與下一步的反應。TiO2+hTiO2(h++e)VOCs的光(guāng)催化氧化步驟一般認為[14-15],光生(shēng)空穴(h+)是一種強氧化劑,能(néng)夠將吸附在(zài)TiO2粒子表麵的H2O和OH氧化為(wéi)自由基(OH),而光致電子是一種強還原劑,能俘獲TiO2表麵的(de)吸附氧生成超氧陰離子自由基(O2),並進(jìn)一步通過質子化(huà)作用後成(chéng)為OH的另一個來源,同時也降低了光生電子和空穴的複合概率,提高了反應(yīng)速率。