Skip to main content
Erschienen in: Rare Metals 6/2024

15.03.2024 | Original Article

Acetylene/argon mixture plasma to build ultrathin carbon bridge of CFx/C/MnO2 for high-rate lithium primary battery

verfasst von: Da-Wei Zou, Xing-Guang Fu, Gao-Bang Chen, Yi-Fan Liu, Bao-Shan Wu, Xian Jian

Erschienen in: Rare Metals | Ausgabe 6/2024

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Forming an ultrathin conducting layer on a fluorinated carbon (CFx) surface for reducing severe electrochemical polarization in lithium/fluorinated carbon primary batteries (Li/CFx) remains a considerable challenge for achieving batteries with excellent rate capability. Herein, CFx was modified by using acetylene/argon mixture plasma combined with MnO2 particles. The CFx/C/MnO2 composite effectively reduced the voltage hysteresis and improved the electrochemical performance of Li/CFx. The excellent rate performance of CFx/C/MnO2 was due to the high electrochemical activity provided by the atomic-scale conductive carbon layer and ultrafine MnO2 particles. Compared with pristine CFx, the charge transfer resistance of the optimized CFx/C/MnO2 decreased from 218.5 to 48.2 Ω, the discharge rate increased from 2C to 10C, and the power density increased from 3.11 to 13.44 kW·g−1. The intrinsic reason for the enhanced rate performance was attributed to the fact that the ultrathin carbon layer acted as a conductive bridge to reduce the voltage hysteresis at the initial stage of the Li/CFx discharge, and the high electrochemical activity of the ultrafine MnO2 particles provided a faster lithium-ion diffusion rate.

Graphical abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
[7]
Zurück zum Zitat Zhong GM, Chen HX, Cheng Y, Meng LY, Liu HD, Liu ZG, Zheng GR, Xiang YX, Liu XS, Li Q, Zhang QB, Yue HJ, Lu CZ, Yang Y. Insights into the lithiation mechanism of CFx by a joint high-resolution 19F NMR, in situ TEM and 7Li NMR approach. J Mater Chem A. 2019;7(34):19793. https://doi.org/10.1039/c9ta06800g.CrossRef Zhong GM, Chen HX, Cheng Y, Meng LY, Liu HD, Liu ZG, Zheng GR, Xiang YX, Liu XS, Li Q, Zhang QB, Yue HJ, Lu CZ, Yang Y. Insights into the lithiation mechanism of CFx by a joint high-resolution 19F NMR, in situ TEM and 7Li NMR approach. J Mater Chem A. 2019;7(34):19793. https://​doi.​org/​10.​1039/​c9ta06800g.CrossRef
[9]
Zurück zum Zitat Sayahpour B, Hirsh H, Bai S, Schorr NB, Lambert TN, Mayer M, Bao W, Cheng DY, Zhang MH, Leung K, Harrison KL, Li WK, Meng YS. Revisiting discharge mechanism of CFx as a high energy density cathode material for lithium primary battery. Adv Energy Mater. 2021;12(5):2103196. https://doi.org/10.1002/aenm.202103196.CrossRef Sayahpour B, Hirsh H, Bai S, Schorr NB, Lambert TN, Mayer M, Bao W, Cheng DY, Zhang MH, Leung K, Harrison KL, Li WK, Meng YS. Revisiting discharge mechanism of CFx as a high energy density cathode material for lithium primary battery. Adv Energy Mater. 2021;12(5):2103196. https://​doi.​org/​10.​1002/​aenm.​202103196.CrossRef
[16]
[32]
[48]
Metadaten
Titel
Acetylene/argon mixture plasma to build ultrathin carbon bridge of CFx/C/MnO2 for high-rate lithium primary battery
verfasst von
Da-Wei Zou
Xing-Guang Fu
Gao-Bang Chen
Yi-Fan Liu
Bao-Shan Wu
Xian Jian
Publikationsdatum
15.03.2024
Verlag
Nonferrous Metals Society of China
Erschienen in
Rare Metals / Ausgabe 6/2024
Print ISSN: 1001-0521
Elektronische ISSN: 1867-7185
DOI
https://doi.org/10.1007/s12598-023-02599-0

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2024

Rare Metals 6/2024 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.