锂在石墨碳中的扩散
材料科学
2011-08-03 v1
摘要
石墨碳目前被认为是锂离子电池负极的最先进材料，这主要归功于其高可逆性和低工作电位。然而，碳负极表现出平庸的充放电倍率性能，这会导致长期循环中严重的传输诱导的表面结构损伤，并限制电池的寿命。锂在石墨碳中的体扩散尚未被完全理解，部分原因是在有限尺寸、非各向同性颗粒中测量体传输性质的复杂性。为了解决石墨的这一难题，我们结合 Devanathan-Stachurski 电化学方法和从头计算，来解耦并量化锂离子在高定向热解石墨（HOPG）中的扩散机制。结果表明，与沿晶界的缓慢锂离子传输（约 10^-11 cm^2 s^-1）相比，在平行于石墨烯平面的方向上存在固有的高锂离子扩散率（约 10^-7 - 10^-6 cm^2 s^-1），这表明了合理设计具有极高倍率性能的碳质材料和复合电极的可能性。
引用
@article{arxiv.1108.0576,
title = {Lithium Diffusion in Graphitic Carbon},
author = {Kristin Persson and Vijay A. Sethuraman and Laurence J. Hardwick and Yoyo Hinuma and Ying Shirley Meng and Anton van der Ven and Venkat Srinivasan and Robert Kostecki and Gerbrand Ceder},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.0576},
year = {2011}
}
备注
9 pages, 3 figures