大、厚、高压力的电极是高能锂离子电池(LIBs)所需要的,因为它们有助于降低惰性材料的质量比和成本。然而,这种以能量密度为导向的电极技术给电解质填充和电极润湿带来了新的挑战,这严重限制了生产效率和电池性能。近日,清华大学He Xiangming、Wang Li、Song Youzhi提出了通过电毛细管加速电极润湿的策略。
本文要点:
1) 作者首先概述了电极润湿的基本原理,以及包括传统表面分析、电化学方法和原位光谱成像技术在内的表征方法。然后仔细回顾了电毛细管的基本原理和电毛细管中涉及的关键元素(电极、电解质和电压)。此外,作者根据Lippmann方程讨论了利用电毛细管作用促进电极润湿的可行性。
2) 作者使用商用3.1Ah LiFePO4(LFP)/石墨(Gr)软包电池成功验证了电毛细管对促进电池填充的作用。超声成像表明,受到电毛细管效应的样品在2小时内完全润湿,而对照样品甚至在5小时后仍保持不完全润湿。该工作通过提供一种加速电池填充的新策略,对高效电池制造具有重要意义。
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