用于快充鋰離子電池的大尺度單層顆粒電極設計

新能源與節能環保

本成果提出了一種由大尺度單層顆粒組成的電極結構，該電極具有垂直于集流體的載流子傳輸通道，能夠解決高載量電極所面臨離子傳輸速率慢的問題。將紅P負載到具有垂直排列納米通道（~22nm）的大塊石墨烯基顆粒中（紅P/VAG，~60μm），設計了由大尺度單層紅P/VAG顆粒組成的電極。所設計的電極能夠同時實現鋰離子電池的快速充電和高的能量密度，具有非常廣闊的應用前景和巨大的商業價值。

3C電子產品和電動交通工具

（1）該電極在面容量高達5.6 mAh cm-2（商業石墨快充極片2倍）時，能夠使電池10分鐘快充至50%以上容量。

（2）由于適度高于商業石墨的工作電位，該負極在快充條件下可以避免具有安全危害性的鋰枝晶的生成。

（3）該電極與商業正極組裝的軟包電池具有優異的循環性能和高的能量密度（405 Wh kg-1），超過商業石墨基快充電池的能量密度。

（4）電池進行10分鐘快速充電其能量密度可達204 Wh kg-1。