LiF modified hard carbon from date seeds as an anode material for enhanced low-temperature lithium-ion batteries

2024

Полный текст Открытый доступ: Hybrid Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1016/j.carbon.2024.119479
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

The performance of traditional Li-ion batteries deteriorates when operating at sub-zero temperatures mainly due to the slow diffusion of Li-ions in commercial negative electrode materials. Various alternative anodes have been explored, but complex fabrication methods hinder practical implementation. This work proposes a cost-effective anode material, a porous structured nitrogen-doped hard carbon synthesized from date seeds with further LiF modification to achieve an artificial LiF-rich solid electrolyte interphase (SEI) layer. The resulting anode material showcases promising characteristics, achieving a specific capacity of 525 mAh g−1 after 50 cycles at room temperature. Furthermore, it maintains a substantial capacity of 280 mAh g−1 after 100 cycles at −20 °C. Notably, even when subjected to a high current of 2C at −20 °C, the electrode still provides a remarkable capacity of 72 mAh g−1 after 500 cycles. The outstanding charge storage performance at low temperatures is attributed to the predominance of capacitance-controlled charge storage mechanisms in the prepared anode. Post-mortem analysis confirms structural stability and formation of a uniform LiF-rich SEI layer. This novel approach presents a practical solution to the difficulties encountered by LIBs in cold environments, paving the way for improved battery performance and longevity.