使用真空沉积技术开发小型化薄膜锂离子电池(TF-LIBs)对于小规模应用至关重要,但解决低能量密度仍然是一个挑战。
德州大学奥斯丁分校Hyun-Suk Kim等设计了类似于SiOx基薄膜电极的结构,与传统的LIB浆料配方非常相似,包括活性材料、导电剂和粘合剂。
本文要点:
(1)
该薄膜是使用中频(MF)溅射和由SiOx纳米颗粒、碳纳米管和聚四氟乙烯(PTFE)组成的单一混合靶制备的。薄膜SiOx/PPFC包括等离子聚合碳氟化合物(PPFC)基体中SiOx和导电碳的组合。与传统的纯SiOx基薄膜相比,这导致了增强的电子导电性和优异的弹性和硬度。
(2)
由SiOx/PPFC薄膜组成的半电池的电化学性能表现出显著的循环稳定性,在0.5 C下直到第1000次循环的容量保持率为74.8%。此外,使用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2薄膜作为阴极材料的全电池表现出0.1 C下优异的120 mAh·g–1的初始容量和循环性能,从第一次循环到第500次循环在1.5 C下的容量保持率为90.8%。
参考文献:
J. H. Kim, A. Song, J.-M. Park, J.-S. Park, S. Behera, E. Cho, Y. C. Park, N.-Y. Kim, J.-W. Jung, S.-J. Lee, H.-S. Kim, Analogous Design of a Microlayered Silicon Oxide-Based Electrode to the General Electrode Structure for Thin-film Lithium-Ion Batteries. Adv. Mater. 2023, 2309183.
DOI: 10.1002/adma.202309183
https://doi.org/10.1002/adma.202309183