甬江林宁/钱勇团队&哈工大(威海)朱永明,ACS Energy Letters:锂介导重构激活导电碳添加剂形成离子-电子渗流介质用于全固态电池

能源学人 2026-05-24 10:26
文章摘要
全固态电池(ASSBs)因其高安全性和高能量密度被视为下一代储能体系的重要方向,但其倍率性能受限,主要原因是固态体系中离子/电子传输效率低以及固-固界面接触不稳定。传统导电碳添加剂(CCAs)虽能构建电子渗流网络,但缺乏离子传输能力,且易诱导硫化物电解质分解。本研究创新性地提出一种锂介导重构策略,以气相生长碳纤维(VGCF)为模型,通过高温锂插层诱导碳骨架重构,将传统CCAs活化为兼具高效离子与电子传输能力的渗流介质。重构后的LRVGCF层间距扩大,电子电导率保持164.01 S·cm⁻¹,离子电导率提升至1.67 mS·cm⁻¹(约原始VGCF的16倍),同时表面化学均一化有效抑制了电解质还原与裂纹形成。仅添加2 wt% LRVGCF的硅负极在3C倍率下实现2188.8 mAh·g⁻¹容量,是裸硅的3.7倍;搭配LiNi0.88Co0.06Mn0.06O2正极的全电池在2C下容量提升约4倍。动力学与界面分析表明,LRVGCF构建的离子-电子双渗流网络显著降低了界面阻抗与极化,且该策略在锡、石墨负极及Ketjen Black、Super P等不同碳材料中均展现出普适性,为高倍率全固态电池的电极设计提供了通用解决方案。
甬江林宁/钱勇团队&哈工大(威海)朱永明,ACS Energy Letters:锂介导重构激活导电碳添加剂形成离子-电子渗流介质用于全固态电池
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