固態電池在器件水平上的快速動力學還沒有被充分探索以實現快速充電和放電。
哈佛大學Xin Li等在具有高陰極負載和面積容量的全電池中實現了快速動力學的飛躍。
本文要點:
(1)
這種動力學改進是通過設計電極復合材料的分級結構實現的。在陰極中,我們的設計能夠使3 mAh/cm2以上的高面積容量在13 40mA/cm2的高電流密度下穩定循環,產生從5C到10C的倍率。在陽極中,作者的設計打破了在大多數其他陽極中觀察到的臨界倍率和放電電壓之間負相關的一般規律。整體設計使得這種電池能夠在室溫和5C充電倍率下快速循環超過4000次。
(2)
這項工作揭示的設計原則有助于理解電池設備中限制高陰極負載下快速循環的關鍵動力學過程,并加快高性能固態電池的設計。
參考文獻:
Y. Wang, X. Li, Fast Kinetics Design for Solid State Battery Device. Adv. Mater. 2024, 2309306.
DOI: 10.1002/adma.202309306
https://doi.org/10.1002/adma.202309306