Ambient-Air Stable Lithiated Anode for Rechargeable Li-Ion Batteries with High Energy Density
Notice bibliographique
Résumé
An important requirement of battery anodes is the processing step involving the formation of the solid electrolyte interphase (SEI) in the initial cycle, which consumes a significant portion of active lithium ions. This step is more critical in nanostructured anodes with high specific capacity, such as Si and Sn, due to their high surface area and large volume change. Prelithiation presents a viable approach to address such loss. However, the stability of prelithiation reagents is a big issue due to their low potential and high chemical reactivity toward O 2 and moisture. Very limited amount of prelithiation agents survive in ambient air. In this research, we describe the development of a trilayer structure of active material/polymer/lithium anode, which is stable in ambient air (10–30% relative humidity) for a period that is sufficient to manufacture anode materials. The polymer layer protects lithium against O 2 and moisture, and it is stable in coating active materials. The polymer layer is gradually dissolved in the battery electrolyte, and active materials contact with lithium to form lithiated anode. This trilayer-structure not only renders electrodes stable in ambient air but also leads to uniform lithiation. Moreover, the degree of prelithiation could vary from compensating SEI to fully lithiated anode. With this strategy, we have achieved high initial Coulombic efficiency of 99.7% in graphite anodes, and over 100% in silicon nanoparticles anodes. The cycling performance of lithiated anodes is comparable or better than those not lithiated. We also demonstrate a Li 4 Ti 5 O 12 /lithiated graphite cell with stable cycling performance. The trilayer structure represents a new prelithiation method to enhance performance of Li-ion batteries.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».