Efficient fast-charging of lithium-ion batteries enabled by laser-patterned three-dimensional graphite anode architectures

阳极 材料科学 功率密度 离子 锂(药物) 阴极 光电子学 石墨 纳米技术 电气工程 功率(物理) 电极 化学 工程类 复合材料 物理 内分泌学 物理化学 有机化学 医学 量子力学
作者
Kuan‐Hung Chen,Min Ji Namkoong,Vishwas Goel,Chenglin Yang,Saeed Kazemiabnavi,S. M. Mortuza,Eric Kazyak,J. Mazumder,Katsuyo Thornton,Jeff Sakamoto,Neil P. Dasgupta
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:471: 228475-228475 被引量:251
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2020.228475
摘要

Enabling high-energy-density lithium-ion batteries that can charge in less than 10 min would accelerate public acceptance of electric vehicles. However, in order to achieve high energy densities, thick electrodes are often used, which suffer from transport limitations. This leads to a tradeoff between power performance and energy density. Here, we demonstrate a laser-patterning process to produce three-dimensional graphite anode architectures. This process results in a highly ordered laser-patterned electrode (HOLE) with arrays of vertical pore channels through the anode thickness that serve as diffusion paths for rapid ionic transport. We apply the HOLE design on industrially-relevant cells (>2 Ah pouch cells) and electrode conditions (>3 mAh/cm2 graphite anodes) and demonstrate > 97% and >93% capacity retention after 100 cycles of 4C and 6C fast-charge cycling, respectively, compared to 69% and 59% for unpatterned electrodes under the same conditions. After 600 fast-charge cycles, the capacity retention of the HOLE cells is 91% at 4C and 86% at 6C charge rates. Moreover, the HOLE design allows for cells to access >90% of the total cell capacity during fast charging, providing a pathway towards safe fast-charging of high-energy-density batteries.
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
刚刚
耶耶完成签到,获得积分10
刚刚
嘎发完成签到,获得积分10
1秒前
zz完成签到,获得积分10
1秒前
tothemoon完成签到,获得积分10
1秒前
夯大力发布了新的文献求助10
2秒前
彩色半烟完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
lsn发布了新的文献求助10
2秒前
争争完成签到,获得积分10
3秒前
111完成签到,获得积分10
3秒前
三叶草完成签到,获得积分10
4秒前
丘比特应助北开水采纳,获得10
4秒前
4秒前
五个字的下午完成签到,获得积分10
5秒前
lh完成签到 ,获得积分10
5秒前
slow完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
迷路先生完成签到,获得积分10
7秒前
牛牛完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
cyw完成签到,获得积分10
8秒前
TYU2021发布了新的文献求助10
9秒前
Kyrie完成签到,获得积分10
9秒前
帅气的秘密完成签到 ,获得积分10
10秒前
Qian完成签到 ,获得积分10
10秒前
豆子完成签到,获得积分10
10秒前
wly完成签到,获得积分10
11秒前
xiixix应助迷路先生采纳,获得10
11秒前
11秒前
HHH发布了新的文献求助10
11秒前
宣以晴完成签到,获得积分10
11秒前
大鸭梨完成签到,获得积分10
11秒前
一叶舟完成签到 ,获得积分10
12秒前
123完成签到,获得积分10
12秒前
尼克拉倒完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
rtaxa完成签到,获得积分0
12秒前
Sky完成签到,获得积分10
13秒前
Ll完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Mobilization, center-periphery structures and nation-building 600
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3792697
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3336961
关于积分的说明 10283148
捐赠科研通 3053940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1675709
邀请新用户注册赠送积分活动 803742
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 761533