Fast Charging of Lithium‐Ion Batteries: A Review of Materials Aspects

阳极 材料科学 锂(药物) 电极 离子 纳米技术 锂离子电池的纳米结构 工程物理 化学 医学 有机化学 内分泌学 工程类 物理化学
作者
Manuel Weiß,Raffael Rueß,Johannes Kasnatscheew,Yehonatan Levartovsky,Natasha Ronith Levy,Philip Minnmann,Lukas Stolz,Thomas Waldmann,Margret Wohlfahrt‐Mehrens,Doron Aurbach,Martin Winter,Yair Ein‐Eli,Jürgen Janek
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (33) 被引量:926
标识
DOI:10.1002/aenm.202101126
摘要

Abstract Fast charging is considered to be a key requirement for widespread economic success of electric vehicles. Current lithium‐ion batteries (LIBs) offer high energy density enabling sufficient driving range, but take considerably longer to recharge than traditional vehicles. Multiple properties of the applied anode, cathode, and electrolyte materials influence the fast‐charging ability of a battery cell. In this review, the physicochemical basics of different material combinations are considered in detail, identifying the transport of lithium inside the electrodes as the crucial rate‐limiting steps for fast‐charging. Lithium diffusion within the active materials inherently slows down the charging process and causes high overpotentials. In addition, concentration polarization by slow lithium‐ion transport within the electrolyte phase in the porous electrodes also limits the charging rate. Both kinetic effects are responsible for lithium plating observed on graphite anodes. Conclusions drawn from potential and concentration profiles within LIB cells are complemented by extensive literature surveys on anode, cathode, and electrolyte materials—including solid‐state batteries. The advantages and disadvantages of typical LIB materials are analyzed, resulting in suggestions for optimum properties on the material and electrode level for fast‐charging applications. Finally, limitations on the cell level are discussed briefly as well.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xx完成签到,获得积分10
3秒前
kokuu完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
海贵发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Orange应助秋叶采纳,获得10
10秒前
夏天关注了科研通微信公众号
11秒前
shimma发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
quantu完成签到,获得积分10
12秒前
NING完成签到 ,获得积分10
13秒前
大模型应助想人陪的雁凡采纳,获得10
13秒前
14秒前
完美世界应助嘟嘟图图采纳,获得10
15秒前
彭于晏应助海贵采纳,获得10
17秒前
爆米花应助独摇之采纳,获得10
17秒前
平淡的机器猫完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
20秒前
ding应助sinba采纳,获得10
20秒前
酷波er应助gbh采纳,获得10
20秒前
21秒前
dl应助可可布朗尼采纳,获得20
21秒前
星辰大海应助七濑采纳,获得10
21秒前
传奇3应助anna521212采纳,获得10
22秒前
爆米花应助云烟成雨采纳,获得20
22秒前
22秒前
极品小亮完成签到,获得积分10
23秒前
啦啦啦啦发布了新的文献求助10
24秒前
XYZ发布了新的文献求助10
24秒前
L1发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
滕隐发布了新的文献求助10
25秒前
小李完成签到,获得积分10
26秒前
wanci应助噗呦呦采纳,获得10
27秒前
汉堡包应助abcd_1067采纳,获得10
28秒前
园长完成签到 ,获得积分10
28秒前
舒适的金针菇应助祝何采纳,获得10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6513037
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306525
关于积分的说明 17746653
捐赠科研通 5615156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923992
邀请新用户注册赠送积分活动 1901150
关于科研通互助平台的介绍 1762850