全固态柔性纤维状锂离子电池
应用物理
2018-01-16 v1 化学物理
摘要
我们提出通过扭转阴极丝与阳极丝来制备纤维状锂离子电池。阴极丝通过将 LiFePO4 (LFP) 复合层沉积在钢填充聚酯导电线 (SPCT) 上制成。作为阳极丝，我们提出了若干方案，包括 LTO 复合涂层 SPCT（浸渍-干燥沉积）、锡涂层 SPCT（PVD 沉积）以及裸锡丝。在电池组装前，由 LiPF6 与聚氧化乙烯 (PEO) 组成的电解质复合层被沉积在阳极丝与阴极丝上。通过使用定制夹具将阴极丝与阳极丝扭转在一起，电池得以组装。使用 LTO@SPCT 阳极的电池开路电压约为 2.3 V，使用锡@SPCT 阳极与锡丝阳极的电池开路电压约为 3.3 V。对每个电池样品在不同 C 倍率下进行充放电测试。实验结果表明，在 0.5-C 倍率下充放电时，使用 LTO@SPCT 阳极、锡@SPCT 阳极与裸锡丝阳极的锂离子电池比容量分别可达约 64、约 67 与约 96 mAh/g。该电池在 80 次充放电循环后仍能良好保持容量。本文所报道的所有电池在运行过程中，其库仑效率均保持在 80% 以上。所提出的锂离子电池的优点包括重量轻、易于制备、高比电容、高能量密度以及良好的耐久性。最后，采用廉价且市售的钢填充聚酯线作为电池基底材料，使其有望通过多种标准纺织制造技术集成到可穿戴设备中。
引用
@article{arxiv.1801.04850,
title = {All-solid flexible fiber-shaped lithium ion batteries},
author = {Hang Qu and Xin Lu and Maksim Skorobogatiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04850},
year = {2018}
}