打破传统，N/P<1电池设计！华科大黄云辉/李真，最新AEM！

科技 2024-11-01 20:08 江苏

研究概述

阳极（负极）和阴极（正极）的面积容量比（N/P比）是锂离子电池的一个重要参数。

考虑到制造公差和电池安全，几乎所有电池都保持N/P比大于1。偏离这个比例可能导致锂在负极表面沉积，带来重大风险。

基于此，2024年10月30日，华中科技大学黄云辉教授/李真教授在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Innovative Anode Design to Enhance Both Volumetric and Gravimetric Energy Densities of LiCoO₂||Graphite Pouch Cells》的研究论文。

在这里，研究人员提出了一种新的设计理念，即采用梯度结构石墨（Gr）负极，使N/P比小于1，在不牺牲电池安全性的前提下，有效实现更高的能量密度。

这是通过在负极（Gr-Ag_x）的底层掺入少量银（Ag）纳米颗粒来实现的，这些颗粒有效调节了锂离子沿电极厚度的浓差极化。

研究表明，4 Ah LiCoO₂||Gr-Ag_0.5（N/P=0.8）软包电池的体积能量密度比LiCoO₂||Gr（N/P=1.1）增加了14.5%。

此外，研究人员还在LiFePO₄||Gr电池中验证了N/P<1设计模式的普遍适用性和有效性。

图文解读

图1：不同N/P比对电池结构和性能的影响

图2：负极材料在锂化过程中的行为和库仑效率

图3：全电池的循环性能和体积变化

文献信息

Innovative Anode Design to Enhance Both Volumetric and Gravimetric Energy Densities of LiCoO₂||Graphite Pouch Cells, Advanced Energy Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202403804

文章来源：电池未来

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