高エネルギー密度リチウムイオン/リチウム金属ハイブリッドバッテリーの理解と戦略

概要 グラファイトを超える高容量アノード材料の切実なニーズが明らかであり、リチウムイオンバッテリー（LIB）のエネルギー密度を向上させることを目的としています。リチウムイオン/リチウム金属ハイブリッドアノードは、追加のリチウムメッキを通じて高エネルギー密度の顕著な可能性を持ち、グラファイトの安定した挿入化学からの恩恵を受けます。しかし、ハイブリッドアノードの限定的な理解は、両方の化学の不適切な利用につながり、劣化を引き起こしています。ここでは、材料特性、挿入能力とメッキ能力の比率、表面におけるリチウムイオン輸送現象を考慮した効果的なハイブリッドアノード設計について報告します。メソカーボンマイクロビーズ（MCMB）は、その球形、リチウム親和性の機能基、および十分な粒子間隙を基に、追加のリチウムメッキに対して望ましい特性を持ち、安定した挿入ベースの蓄積能力も備えています。挿入能力とメッキ能力の比率をバランスさせることも重要です。アノードの上面に過度のリチウムメッキが生じ、最終的に上部の孔を遮って挿入化学を無効化します。この問題に対処するために、電界紡糸されたポリフッ化ビニリデン（PVDF）が導入され、上面でのリチウム金属の蓄積を防ぎ、その非導電性、極性性、および高い誘電率を利用します。これらの戦略を実施することで、LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (NCA)と組み合わされたポーチセルが、1101.0 Wh L −1 の優れたエネルギー密度を提供し、実用的な実現可能性を持つ先進的なポストLIBsとしての可能性を強調しています。