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汉阳大学利用非晶Al2O3涂层提升锂电池石墨阳极的快充性能

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据外媒报道,韩国汉阳大学(Hanyang University)的一组研究人员利用非晶Al2O3实现石墨表面改良(surface modification of graphite),这是一种高效的方式,旨在提升锂离子电池石墨阳极材料的快充性能表现。

研究人员在《能源杂志》(Journal of Power Sources)上发表了论文,在4000?mA/g的高充电速率下,表面改良型石墨的可逆容量(reversible capacity)约为337.1?mAh/g,其中Al2O3的重量占比为1%,在电量强度为100?mA?/g时,相对应的电容保有量约为97.2%。

为解决锂离子电池的技术不足,找寻适合的电池材料就显得尤为重要,在实现超快充电速率的同时,确保电池的电化学性能及安全性。为实现该目标,现已采取各类策略来提升锂离子电池的充电能力,并取得了不同程度的成功。

显然,电解质与电极间的润湿性发挥了重要作用,该因素决定了锂离子电池的电化学性能。

在本研究中,非晶Al2O3涂层可大幅提升石墨等电池材料与蓄电池隔板的润湿性。据研究人员预计,该涂层可提升石墨电极整个表面区域的电解质渗透率,从而提升石墨阳极材料的快充性能。

研究人员采用了LiCoO2阴极及涂覆了Al2O3的石墨阳极开展纯电芯测试,经试验证明,引入非晶Al2O3后可提供石墨阳极材料的充电性能。

吸湿性试验(Wettability tests)与电化学阻抗谱分析(electrochemical impedance spectroscopy analysis)表明,快充性能的提升得益于石墨表面涂覆的Al2O3涂层,后者提升了石墨上电解质的湿润性。

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