음극 재료의 표면 수정

2025-03-26

현재 리튬 이온 배터리는 매우 넓은 범위의 응용을 보여주고 있으며, 안ode 소재는 에너지 저장 및 변환과 같은 리튬 이온 배터리의 전기화학적 성능을 결정하는 주요 요인 중 하나입니다. 탄소 안ode 소재의 표면 수정을 통해 리튬 이온 배터리의 성능을 효과적으로 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 비특정 용적, 처음 coulomb 효율, 충전 및 방전 효율, 속도 성능, 사이클 안정성, 안전성을 개선하고 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 표면 수정의 방법과 메커니즘에는 주로 표면 코팅, 화학 처리 및 원소 도핑이 포함됩니다:

(1) 표면 코팅: 그래핀 표면을 덮는 "보호막"을 형성하여 "코어-쉘 구조"를 만들고, 이로 인해 용매화로 인한 그래핀 층의 벗겨짐을 방지하고 전극 소재의 사이클 안정성을 개선합니다. 금속 및 그 산화물의 코팅은 리튬 이온 전이 및 전하 이동의 저항을 줄이고 그래핀 소재의 전기화학적 성능을 개선할 수 있습니다.

(2) 화학 처리: 표면 산화가 산소 함유 기능적 그룹을 도입하여 활성 사이트를 증가시키고, 안ode 소재와 전해질 간의 인터페이스에서 안정적인 SEI 필름을 형성하며, 탄소 안ode의 사이클 안정성을 개선합니다. 표면 할로겐화는 소재 표면에 높은 분자간 힘을 가진 패시베이션 필름을 형성할 수 있어 미세 결정 구조의 안정성을 개선할 수 있습니다.

(3) 원소 도핑: 금속 또는 비금속 원소가 탄소 안ode 소재에 도입되어 탄소 미세 결정의 구조와 전자 배열을 변경하여 안ode 소재에서 리튬 이온의 제거 및 삽입의 전기화학적 거동을 개선합니다.

표면 수정 후 탄소 안ode 소재의 전기화학적 성능이 크게 개선될 수 있지만, 각 수정 방법의 실제 작동 및 조정은 최종 수정 효과에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 코팅 층의 두께, 화학 처리의 정도 및 이종 원소 도핑의 용량, 분포 및 분산의 일관성은 소재의 최종 성능에 영향을 미칩니다. 제어가 좋지 않으면 리튬 이온 배터리의 성능이 개선되지 않고, 오히려 전기화학적 성능이 저하될 수 있습니다.