用于快充锂离子电池的大尺度单层颗粒电极设计

新能源与节能环保

本成果提出了一种由大尺度单层颗粒组成的电极结构，该电极具有垂直于集流体的载流子传输通道，能够解决高载量电极所面临离子传输速率慢的问题。将红P负载到具有垂直排列纳米通道（~22nm）的大块石墨烯基颗粒中（红P/VAG，~60μm），设计了由大尺度单层红P/VAG颗粒组成的电极。所设计的电极能够同时实现锂离子电池的快速充电和高的能量密度，具有非常广阔的应用前景和巨大的商业价值。

3C电子产品和电动交通工具

（1）该电极在面容量高达5.6 mAh cm-2（商业石墨快充极片2倍）时，能够使电池10分钟快充至50%以上容量。

（2）由于适度高于商业石墨的工作电位，该负极在快充条件下可以避免具有安全危害性的锂枝晶的生成。

（3）该电极与商业正极组装的软包电池具有优异的循环性能和高的能量密度（405 Wh kg-1），超过商业石墨基快充电池的能量密度。

（4）电池进行10分钟快速充电其能量密度可达204 Wh kg-1。