大、厚、高壓力的電極是高能鋰離子電池(LIBs)所需要的,因為它們有助于降低惰性材料的質量比和成本。然而,這種以能量密度為導向的電極技術給電解質填充和電極潤濕帶來了新的挑戰,這嚴重限制了生產效率和電池性能。近日,清華大學He Xiangming、Wang Li、Song Youzhi提出了通過電毛細管加速電極潤濕的策略。
本文要點:
1) 作者首先概述了電極潤濕的基本原理,以及包括傳統表面分析、電化學方法和原位光譜成像技術在內的表征方法。然后仔細回顧了電毛細管的基本原理和電毛細管中涉及的關鍵元素(電極、電解質和電壓)。此外,作者根據Lippmann方程討論了利用電毛細管作用促進電極潤濕的可行性。
2) 作者使用商用3.1Ah LiFePO4(LFP)/石墨(Gr)軟包電池成功驗證了電毛細管對促進電池填充的作用。超聲成像表明,受到電毛細管效應的樣品在2小時內完全潤濕,而對照樣品甚至在5小時后仍保持不完全潤濕。該工作通過提供一種加速電池填充的新策略,對高效電池制造具有重要意義。
Hao Cui et.al Electrocapillary boosting electrode wetting for high-energy lithium-ion batteries Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.11.012
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.11.012