Si-Fe-Mn纳米合金电极：材料工程与优化提升锂电池性能

 

论文概述

锂离子电池的电化学性能主要取决于电极材料，因此电极材料的工程与优化非常重要。目前对于电极材料的开发与研究多集中在实验室级别，迫切需要从工业应用角度开展锂电池电极材料的工程设计及优化，以最大发挥新型电极材料的应用潜力。鉴于此，美国北卡罗莱那农业理工州立大学Sung-Jin Cho课题组以Si–Fe–Mn纳米合金为研究对象，利用适用于工业级别的压延方法制备了Si–Fe–Mn合金/石墨复合电极，分析了压力条件（3、5、8吨）对孔隙率、润湿性、以及电化学性能的影响。结果表明，3吨压力下制备的电极材料循环稳定性最佳，100次充放电循环容量仍保持100%。该工作表明，通过有效设计优化电极材料也能大幅提升锂电池性能。

文章引用信息

PankajK Alaboina, Jong-Soo Cho, Sung-Jin Cho.Engineering and Optimization of Silicon-Iron-Manganese Nano Alloy Electrode for EnhancedLithium-ion Battery. Nano-Micro Lett.(2017) 9:41.

http://dx.doi.org/10.1007/s40820-017-0142-8

关键字

电极材料工程， 硅基纳米合金， 压延效应， 电解质润湿性， 高密度硅电极

此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期，详情请阅读全文，可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站（http://nmsci.cn）。

作者介绍

Sung-JinCho

美国北卡罗莱那农业理工州立大学纳米科学与纳米医学联合学院助理教授，纳米能源实验室主任，RSC、ITT、ECS等学会会员，近年来在ACS Nano， Advanced Materials， Nano-Micro Letters等期刊上发表论文十余篇，研究方向：多功能能量存储纳米结构材料的设计与合成，高性能锂电池电极材料开发与应用，固态和柔性电池等。

主页链接：

http://jsnn.ncat.uncg.edu/faculty/sung-jin-cho-ph-d/

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图文导读

图 1  a) 用台式压力机在两条钢筋之间进行电极压延，b) 打孔电极盘的光学图像

图 2  a) 顶表面的SEM图像，b) 横截面的SEM图像和涂层厚度测量，c) 电极/电解液润湿接触角测量结果

图 3  a) 电极接触角和密度随压延压力的变化趋势，b) BET比表面积结果，c) BET氮吸附等温线，d) 同一样品电极的孔隙率分布曲线——孔隙体积与孔隙宽度

图 4  a) 在0.1C时，没有按下、3吨压、5吨压、8吨压电极形成周期，b) 在0.5C时，同一样品的第一个周期的电化学阻抗测量，c) 在0.5C时，同一样品超过100次循环后的脱锂循环容量，d) 在0.5C时，同一样品超过100次循环后的脱锂容量保留

图 5  在0.5C时，超过100次循环后,没有按下、3吨压、5吨压、8吨压电极的电化学阻抗测量

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