充电5分钟行驶1000公里——快充锂离子电池研究取得进展

2017-10-09 15:10:55 新能源Leader 　点击量：评论 (0)

在过去的这个国庆假期期间，笔者驾车出游，在高速服务区惊喜的发现已经开始出现充电桩了，这表明随着电动汽车的日渐普及，相关的配套设施也开始逐步增加，这对于提高电动汽车的便利性而言具有重要的意义。提到电

通过提高Li的负载量可以有效的提高负极的面容量密度，下图a为Li：C=1:5，比容量为643mAh/g，图b为1:2，比容量为1287mAh/g，图c为1:1，比容量为1930mAh/g，从图上可以看到提高Li负载量后，多孔碳Asp-GNRs材料仍然保持了很高的库伦效率和循环性能。

在上述实验中很重要的一点是TuoWang在多孔碳材料Asp中添加了石墨烯纳米带GNRs材料作为导电剂，以增强Asp材料的导电性，这一点在低倍率（0.65C和1.3C）下并不明显，但是在较高的倍率下（2.6C图c，5.2C图d）就能观察到较明显的差距，特别是在5.2C倍率下，仅仅循环15次左右就能在库伦效率上观察到明显的区别。通过SEM研究发现，在5.2C大倍率下，没有添加GNRs的负极材料的表层出现了金属Li枝晶，而在添加了GNRs的电极上则没有观察到这一现象。

下图为TuoWang利用Asp-GNRs材料作为负极，硫碳混合物（S-C）材料作为正极制备的全电池的测试数据。从图a中我们可以看到，在0.1，0.2，0.5，1和2C倍率下，材料的比容量分别达到720，690，655，613和559mAh/g，表现出了非常好的倍率性能。在0.5C的倍率下循环100次容量保持旅可达92%，远高于使用裸露铜箔负极的对照组。全电池的功率密度可达1322W/kg，能量密度可达943Wh/kg。

TuoWang利用沥青制备的多孔碳Asp材料作为金属Li的载体，有效的克服了锂枝晶的问题，相比于传统的金属锂载体，如石墨烯、中空碳纳米球等材料不仅具有制备工艺简单的优势，其制备成本还非常低廉，非常适合作为金属锂的载体使用。Asp材料的比表面积很高，因此赋予了其优异的倍率性能，使其能够在大电流下进行工作，充电速度比传统的锂离子电池快10倍以上，对于快充电池的发展具有很重要的意义。