Osiągnięto zakładane rezultaty i kamień milowy w ramach zadania WP1! | Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej

Z przyjemnością informujemy o znaczącym osiągnięciu w realizacji naszego projektu! Opracowany przez nas materiał matrycowy SiOC/C o najlepszych właściwościach elektrochemicznych wykazał pojemność odwracalną wynoszącą 846 mAh g⁻¹ przy niskim prądzie 20 mA g⁻¹ (rys. 1a), przekraczając o 40% wartość docelową określoną w pierwotnym wniosku projektowym (600 mAh g⁻¹). Wynik ten stanowi ważny kamień milowy w naszych badaniach i potwierdza obiecujący potencjał opracowywanych materiałów.

Rysunek 1. Krzywe ładowania/rozładowania zarejestrowane przy: a) 20 mA g⁻¹ (drugi cykl) oraz b) 1000 mA g⁻¹ (pięć cykli) dla elektrody wykonanej z tlenowęgliku krzemu. c) Wartości pojemności zarejestrowane przy różnych gęstościach prądu oraz d) stabilność pojemności podczas cyklowania przy 400 mA g⁻¹, poprzedzonego dwoma cyklami formującymi przy 20 mA g⁻¹ (nieprzedstawionymi na wykresie w celu zachowania jego czytelności). Wszystkie pomiary przeprowadzono w konfiguracji półogniwa (half-cell).

Co więcej, opracowany materiał wykazuje doskonałe właściwości przy wysokich prądach ładowania i rozładowania (rys. 1c), zachowując pojemność odwracalną na poziomie 420 mAh g⁻¹ przy gęstości prądu 1 A g⁻¹ (rys. 1b). Co istotne, odpowiada to czasowi ładowania krótszemu niż 26 minut, przy jednoczesnym uzyskaniu wyższej pojemności właściwej niż w przypadku konwencjonalnej anody grafitowej, która w porównywalnych warunkach wysokich prądów osiąga zazwyczaj jedynie 200–250 mAh g⁻¹. Jest to kolejne ważne osiągnięcie w naszym projekcie, wskazujące na potencjał materiału do zastosowań w akumulatorach umożliwiających szybkie ładowanie!

Udało nam się również osiągnąć kolejny kluczowy cel projektu – długoterminową stabilność cykliczną materiału anodowego na bazie SiOC (rys. 1d). Po dwóch cyklach formujących przy 20 mA g⁻¹ elektroda poddana 400 cyklom ładowania i rozładowania przy 400 mA g⁻¹ zachowała 82% swojej początkowej pojemności, osiągając i przekraczając założony w projekcie cel, wynoszący 80% zachowania pojemności po 400 cyklach. Wynik ten dodatkowo potwierdza obiecujące właściwości elektrochemiczne oraz trwałość opracowanego materiału.

Nasze prace badawcze są kontynuowane, a my konsekwentnie dążymy do realizacji kolejnych kamieni milowych określonych w celach projektu. Obecnie koncentrujemy się na wprowadzaniu nanocząstek krzemu i cyny do opracowanych matryc SiOC, a także na badaniu różnych strategii wstępnego litowania (pre-lithiation). Działania te mają na celu dalszą poprawę właściwości elektrochemicznych naszych materiałów oraz przybliżenie nas do osiągnięcia pozostałych celów projektu.

Z niecierpliwością czekamy na możliwość podzielenia się kolejnymi wynikami badań i osiągnięciami. Zachęcamy do śledzenia dalszych aktualności dotyczących projektu ASCEND!