【锂电】AEM：用于稳定、大面积容量电池的 3D 集成多功能碳纤维

增加锂离子电池（LIB）电极面积容量可以提高能量密度并降低制造成本，但面临制造、倍率性能和循环稳定性方面的挑战。

近日， 科罗拉多大学博尔德分校Chunmei Ban 提出了一种由商用微型碳纤维(Cfs)制成的导电框架，作为LiNi _0.5 Mn _0.3 Co _0.2 O ₂ (NMC532)阴极和Cfs阳极的主体。

文章要点

1 ） Cf框架具有多种功能，可提供高电子电导率（270 mS cm ⁻¹ ）、低弯曲度（1.7）、低Li ⁺ 扩散电阻（22 Ω）和高导热率（200 Wm K ⁻¹ ）。此外，Cf集成电极可以具有极高的NMC532质量负载（70 mg cm ⁻² ），理论容量为14 mAh cm ⁻² 。

2 ） 因此，使用支持Cfs的电极组装的实际全电池表现出4.1 mAh cm ⁻² 的初始面积容量，以及在C/3、1.5 mA cm ⁻² 的循环速率下进行500次循环时容量保持率为90.4%。

3 ） 从operando等温微量热法收集的数据表明，与使用传统石墨阳极的电池相比，使用Cf阳极的全电池从副反应中释放的热量更少。该方法具有可扩展性和成本效益，可以制造具有高面积容量、倍率性能和长循环寿命的实用LIB。

参考文献：

Zhiming Liang, et al, 3D-Integrated, Multi-Functional Carbon Fibers for Stable, High-Areal-Capacity Batteries, Adv. Energy Mater. 2023, 2301295

DOI: 10.1002/aenm.202301295

https://doi.org/10.1002/aenm.202301295

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