An Empirical Model for the Design of Batteries with High Energy Density

阳极 法拉第效率 瓶颈 能量密度 阴极 电极 电流密度 材料科学 电压 储能 锂(药物) 电池(电) 汽车工程 计算机科学 核工程 电气工程 工程物理 工程类 化学 物理 功率(物理) 热力学 量子力学 医学 物理化学 内分泌学 嵌入式系统
作者
Yingqiang Wu,Leqiong Xie,Hai Ming,Yingjun Guo,Jang‐Yeon Hwang,Wenxi Wang,Xiangming He,Limin Wang,Husam N. Alshareef,Yang‐Kook Sun,Jun Ming
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:5 (3): 807-816 被引量:178
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.0c00211
摘要

The development of rechargeable batteries beyond 300 Wh kg–1 for electric vehicles remains challenging, where low-capacity electrode materials (especially a graphite anode, 372 Ah kg–1) remain the major bottleneck. Although many high-capacity alternatives (e.g., Si-based alloys, metal oxides, or Li-based anode) are being widely explored, the achieved energy density has not exceeded 300 Wh kg–1. Herein, we present a new empirical model that considers multiple design parameters, besides electrode capacities, including areal loading density, voltage difference, initial capacity balance between the anode and cathode, and initial Coulombic efficiency, to estimate the achievable energy density. This approach is used to predict battery design that can achieve an energy density of >300 Wh kg–1. The model reveals that the lithium storage capacity of electrode materials is only one of several important factors affecting the ultimate battery energy density. Our model provides a new way to review the current battery systems beyond the prism of the electrode capacity and also presents a straightforward guideline for designing batteries with higher energy densities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
马俊阳完成签到,获得积分20
刚刚
霖22发布了新的文献求助10
刚刚
酷炫书芹发布了新的文献求助10
刚刚
脑洞疼应助科学修仙采纳,获得10
刚刚
泡芙发布了新的文献求助10
刚刚
bkagyin应助tfop采纳,获得10
1秒前
lt完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
qiuqiu完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
KK完成签到,获得积分10
2秒前
派大力发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
六六发布了新的文献求助10
4秒前
彭于晏应助王东王采纳,获得50
6秒前
qian发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
伴音完成签到,获得积分10
7秒前
彭于晏应助曾经的安雁采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
IyGnauH完成签到 ,获得积分10
10秒前
秉烛游发布了新的文献求助20
10秒前
orixero应助庞大的蝰蛇采纳,获得20
10秒前
VK2801发布了新的文献求助10
11秒前
闪闪的忆枫应助雾雪零尘采纳,获得10
11秒前
今后应助雾雪零尘采纳,获得10
11秒前
11秒前
lt发布了新的文献求助10
12秒前
调皮铸海发布了新的文献求助10
12秒前
陆吾发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
Czzzz发布了新的文献求助10
13秒前
okok发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
蘑菇小酥发布了新的文献求助20
13秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6540487
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8331686
关于积分的说明 17854231
捐赠科研通 5646189
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2936335
邀请新用户注册赠送积分活动 1912418
关于科研通互助平台的介绍 1773290