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Direct plasma phosphorization of Cu foam for Li ion batteries

机译：锂离子电池Cu泡沫的直接等离子体磷化

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摘要

Phosphorus is a promising anode material for lithium ion batteries, while it suffers from poor electronic conductivity and large volume change during operation. These drawbacks can be effectively overcome by replacing P with Cu3P, in which Cu serves as a conductive buffer. However, this strategy will cause significant capacity loss due to inclusion of inert Cu. In this work, we use plasma activated phosphorus vapor to deposit P on a Cu current collector, which converts the surface of the Cu into Cu(3)Pin situ. In this case, the P electrode is converted to a Cu3P electrode without an external Cu source except for the current collector. The high chemical reactivity of plasma allows phosphorization at only 200 degrees C, leading to a monolithic electrode with excellent mechanical strength and free of any conductive additive and binder. The obtained electrode exhibits a high initial coulombic efficiency of >90%. The areal capacity is up to 2.3 mA h cm(-2)after 50 cycles at 3.2 mA cm(-2).
机译：磷是锂离子电池的有前途的阳极材料，而在操作期间，它存在差的电子导电性和大的体积变化。 通过用Cu3P替换P，可以有效地克服这些缺点，其中Cu用作导电缓冲液。 然而，由于包含惰性Cu，这种策略将导致显着的容量损失。 在这项工作中，我们使用等离子体活性磷蒸气在Cu集电器上沉积P，将Cu的表面转化为Cu（3）销原位。 在这种情况下，除了集电器之外，P电极被转换为没有外部Cu源的Cu3P电极。 等离子体的高化学反应性允许仅在200摄氏度下磷化型，导致整体电极具有优异的机械强度并且没有任何导电添加剂和粘合剂。 所得电极具有> 90％的高初始库仑效率。 在3.2 mA cm（-2）下50次循环后，在50次循环后，所以容量高达2.3mA H cm（-2）。

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  • 来源
  • 作者

    Li Guoling; Wang Yuetao; Guo Heng; Liu Zhiliang; Chen Pohua; Zheng Xinyao; Sun Junliang; Chen Hui; Zheng Jie; Li Xingguo;

  • 作者单位

    Qingdao Univ Inst Mat Energy &

    Environm Coll Mat Sci &

    Engn Qingdao 266071 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Tsinghua Univ Dept Engn Phys Beijing 100084 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Qingdao Univ Inst Mat Energy &

    Environm Coll Mat Sci &

    Engn Qingdao 266071 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

    Peking Univ Coll Chem &

    Mol Engn Beijing 100871 Peoples R China;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
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