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一种实用的高能锂离子电容器,由多个导电桥触发电极电流重新分配
Energy Storage Materials ( IF 18.9 ) Pub Date : 2023-08-28 , DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102946
Yibo Ma , Shengqiang Li , Yabin An , Qifan Peng , Xiong Zhang , Xianzhong Sun , Prof. Kai Wang , Prof. Yanwei Ma

锂离子电容器(LIC)由电池型阳极和电容性阴极组成,在实现高能量和高功率密度方面具有广阔的前景。然而,阳极中电子和离子迁移缓慢阻碍了“双高”目标的实现。为了克服这一障碍,我们提出了一种新颖的策略,采用多个导电桥来增强硬碳(HC)阳极和活性炭(AC)阴极的电荷动力学。在这种方法中,石墨烯纳米片原位沉积通过自蔓延高温合成方法在分离的 HC(或 AC)粉末之间建立连接。随后,引入碳纳米管来填充颗粒间间隙,形成多个导电桥的网络。通过实验研究和有限元模拟,我们证明这种方法会触发粒子间电子和离子的快速迁移,从而导致电极尺度上电流的均匀重新分布。这使得电子电导率显着增强(约3倍),并且离子扩散显着改善。因此,我们制造了 1000 F LIC 软包电池,其最先进的器件性能为 30.3 W h kg -1和 8.1 kW kg -1,加上 10,000 次循环后仍具有 87.9% 的出色循环寿命。因此,这项研究代表了在电极尺度上调节电荷动力学和优化实际 LIC 性能的独特途径。





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更新日期:2023-08-30
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