Entschlüsselung der Einschränkungen des Ladungstransfers für extrem schnelles Laden von Li-Ionen-Batterien

Extrem schnelles Laden (XFC) von hochenergetischen Li-Ionen-Batterien ist ein entscheidender Faktor für die Elektrifizierung des Verkehrs. Während frühere Studien hauptsächlich darauf abzielten, den Li-Ionen-Masstransport in Elektroden und Elektrolyten zu verbessern, bleiben die Einschränkungen des Ladungstransfers an den Schnittstellen zwischen Elektroden und Elektrolyten weitgehend unerforscht. Hier entschlüsseln wir, wie die Kinetik des Ladungstransfers die schnelle Wiederaufladbarkeit von Li-Ionen-Zellen bestimmt. Der Li-Ionen-Transfer an der Kathoden-Elektrolytschnittstelle erweist sich während des XFC als geschwindigkeitsbestimmend, jedoch müssen die Hindernisse für den Ladungstransfer sowohl an der Kathode als auch an der Anode gleichzeitig reduziert werden, um das Li-Plattierung zu verhindern, was durch Elektrolytingenieure erreicht wird. Durch die Entschlüsselung der Einschränkungen des Ladungstransfers zeigen 184 Wh kg-1 Pouch-Zellen stabiles XFC (10-Minuten-Ladung auf 80 %), was sonst nicht erreichbar wäre, und die Lebensdauer von 245 Wh kg-1 21700-Zellen wird während des Schnellladens (25-Minuten-Ladung auf 80 %) verfünffacht.