【48812】新战略使锂离子电池完成超级快充

  日期：2024-08-10 作者: 新闻中心

  中国科学技术大学教授季恒星、武晓君团队联合美国加利福尼亚大学洛杉矶分校教授段镶锋团队，打破传统意义上固液、固气等两相界面上的电催化模型，完成了一种全新的“固相电催化”，并成功将该战略应用在纯固相反响的负极材猜中，使锂离子电池在到达302瓦时每千克高能量密度的一起，完成9分钟充电至80%。相关研讨成果日前发表于《美国化学会志》。

  以合金化反响存储锂离子的负极资料，如硅、磷等，相较传统的石墨负极，具有显着更高的比容量。可是，这类负极资料在存储锂离子的进程中，缓慢的锂化反响动力学约束了该资料系统快充功能。在电化学研讨中，研讨人员常选用电催化战略进步反响动力学，可是合金化反响电极资料的锂化反响进程，反响物和生成物是彻底的固相触摸，二者之间不存在惯例电催化所需的两相界面。因而催化合金化反响负极资料和锂离子的反响动力学现在仍然是研讨空白。

  针对以上问题，研讨团队提出了异质原子掺杂催化和进化类负极资料的转化反响速率。结合理论核算和原位X射线吸收谱测验，研讨团队得到了以下物理图画：少数的杂原子掺杂可以为合金型负极资料合金化反响供给高反响活性位点，促进固有化学键开裂，使负极资料在掺杂位点负极持续断键分裂成更多、更小的结构单元，为进一步反响供给更多反响位点，以此来下降反响阻抗，进步反响动力学。

  组成的硫掺杂磷负极和商用的钴酸锂正极配对拼装的软包电池，成功完成了302瓦时每千克的单位体积内的包括的能量、9分钟充电至80%的容量，而且该电池的快充功能可以安稳循环超越300圈。