DLC涂层根据其原子结构,碳涂层可分为无定形碳、四面体碳和类金刚石碳(DLC)、链结构及其混合结构,近年来碳涂层的分类也得到了ISO标准的支持。碳涂层的历史可以追溯到1953年,最初被描述为类石墨碳,直到1970年代才被展示出具有类金刚石特征的结构。碳涂层作为提高锂和后锂储能电池性能的关键技术引起了广泛关注,碳涂层的应用被认为可以促进电池的化学和电化学稳定性、导电性、固体电解质界面和长循环寿命,这也改善了结构稳定性,减轻了电极腐蚀、纳米材料活化和形态变化。
碳涂层提升电池性能与延长寿命的关键
纯碳涂层和硅基类金刚石碳涂层已广泛应用于纯锂金属和锂离子电池的各种应用中,包括薄膜、复合材料、合金纳米纤维和颗粒基电极。这些涂层在电池性能中扮演了关键角色,其性能可通过多个指标来衡量,如容量、电流密度、电压、速率、阻抗、电位和循环效率,基于硬碳涂层在不同条件下的性能表现的信息,包括单层和双层设计、掺杂、薄膜或纳米粒子、室温和高温等。
在使用闭场不平衡磁控溅射系统在锂电池上应用碳涂层,将碳涂层应用于锂电极后。它的改变如下:
电池的循环效率在50次循环后提高了约60%,这个改善是因为碳涂层有助于减少裸露锂电极的循环效率下降,这通常由于死锂引起的,碳涂层的应用有效地提高了电池的稳定性和性能。
通过DLC涂层,成功地将电极的电阻从234Ω降低到70Ω,从而提高了电池的性能,DLC涂层还进一步提高了电池的稳定性。硅基DLC涂层在锂氧电池应用中也表现出色,它的应用使电池在高达50%的循环中保持了容量,从而显著延长了电池的寿命。硅基DLC涂层在锂氧电池应用中表现出色,显著延长了电池的寿命,这些研究为未来的电池技术提供了有力的支持,有望为可再生能源存储和电动汽车等领域提供更可靠的能源解决方案。
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