類金剛石碳涂層增強鋰基電池性能以及延長其使用壽命

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來源：技術(shù)支持 | 發(fā)布日期：2023-10-20

DLC涂層根據(jù)其原子結(jié)構(gòu)，碳涂層可分為無定形碳、四面體碳和類金剛石碳（DLC）、鏈結(jié)構(gòu)及其混合結(jié)構(gòu)，近年來碳涂層的分類也得到了ISO標(biāo)準(zhǔn)的支持。碳涂層的歷史可以追溯到1953年，最初被描述為類石墨碳，直到1970年代才被展示出具有類金剛石特征的結(jié)構(gòu)。碳涂層作為提高鋰和后鋰儲能電池性能的關(guān)鍵技術(shù)引起了廣泛關(guān)注，碳涂層的應(yīng)用被認為可以促進電池的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、固體電解質(zhì)界面和長循環(huán)壽命，這也改善了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減輕了電極腐蝕、納米材料活化和形態(tài)變化。

碳涂層提升電池性能與延長壽命的關(guān)鍵

純碳涂層和硅基類金剛石碳涂層已廣泛應(yīng)用于純鋰金屬和鋰離子電池的各種應(yīng)用中，包括薄膜、復(fù)合材料、合金納米纖維和顆粒基電極。這些涂層在電池性能中扮演了關(guān)鍵角色，其性能可通過多個指標(biāo)來衡量，如容量、電流密度、電壓、速率、阻抗、電位和循環(huán)效率，基于硬碳涂層在不同條件下的性能表現(xiàn)的信息，包括單層和雙層設(shè)計、摻雜、薄膜或納米粒子、室溫和高溫等。

沖棒鍍類金剛石涂層

在使用閉場不平衡磁控濺射系統(tǒng)在鋰電池上應(yīng)用碳涂層，將碳涂層應(yīng)用于鋰電極后。它的改變?nèi)缦拢?/font>

電池的循環(huán)效率在50次循環(huán)后提高了約60%，這個改善是因為碳涂層有助于減少裸露鋰電極的循環(huán)效率下降，這通常由于死鋰引起的，碳涂層的應(yīng)用有效地提高了電池的穩(wěn)定性和性能。

通過DLC涂層，成功地將電極的電阻從234Ω降低到70Ω，從而提高了電池的性能，DLC涂層還進一步提高了電池的穩(wěn)定性。硅基DLC涂層在鋰氧電池應(yīng)用中也表現(xiàn)出色，它的應(yīng)用使電池在高達50%的循環(huán)中保持了容量，從而顯著延長了電池的壽命。硅基DLC涂層在鋰氧電池應(yīng)用中表現(xiàn)出色，顯著延長了電池的壽命，這些研究為未來的電池技術(shù)提供了有力的支持，有望為可再生能源存儲和電動汽車等領(lǐng)域提供更可靠的能源解決方案。