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,Chorng-Horng Yang,Saeed Kazemiabnavi,S. M. Mortuza,Eric Kazyak,Jyoti Mazumder,Katsuyo Thornton,Jeff Sakamoto,Neil P. Dasgupta
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:471: 228475-228475 被引量:183
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
kuui完成签到 ,获得积分10
3秒前
隐形曼青应助虚心映秋采纳,获得10
10秒前
嗯嗯嗯嗯完成签到 ,获得积分10
12秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
17秒前
三寸光阴一个鑫应助Leo采纳,获得20
18秒前
一一发布了新的文献求助10
21秒前
田様应助斯文以蓝采纳,获得10
22秒前
benben应助咖啡油條采纳,获得10
32秒前
汉堡包应助冷迎梦采纳,获得10
34秒前
37秒前
孙文远发布了新的文献求助10
39秒前
赘婿应助等待夏旋采纳,获得10
40秒前
zhx完成签到,获得积分10
42秒前
45秒前
才露尖尖角完成签到,获得积分10
47秒前
冷迎梦发布了新的文献求助10
48秒前
过客应助空空采纳,获得10
49秒前
50秒前
55秒前
文御完成签到,获得积分10
59秒前
Melina完成签到 ,获得积分10
1分钟前
温过丶饰非完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
哇咔咔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
好运发布了新的文献求助10
1分钟前
咕咕咕咕关注了科研通微信公众号
1分钟前
你哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
11完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
11发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
华仔应助燕海雪采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1100
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
Basics of Transport and Storage of Radioactive Materials 300
宋、元、明、清时期“把/将”字句研究 300
Julia Lovell - Maoism: a global history 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2433802
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2115727
关于积分的说明 5368270
捐赠科研通 1843791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 917567
版权声明 561594
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 490823