Cu箔集流体飞秒激光深刻蚀织构化及其对锂离子电池性能的影响

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万方数据

中文摘要：目的使用飞秒激光在Cu箔表面深刻蚀织构化,制备微纳沟槽结构,提高锂离子电池Si电极循环稳定性.方法系统研究激光能量密度、单位点有效脉冲数对厚度为9μm的Cu箔的表面形貌和微纳结构的影响规律,根据结果设计不同沟槽密度和沟槽深度的Cu箔,并组装成Si电极锂离子半电池,通过循环测试及循环后电极形貌揭示其稳定性提升的内在机理.结果最佳的激光能量密度为3.18 J/cm2,此时改变单位点有效脉冲数和扫描间距可有效控制刻蚀沟槽的密度和深度.Si电极的循环稳定性随着Cu箔表面沟槽密度和沟槽深度的增加而逐渐提升,当沟槽密度为75％、沟槽深度为6μm时,循环300圈后剩余的容量高达911 mA·h/g,保持率为89％,电极形貌相对最完整、稳定.结论刻蚀表面纳米结构增加了电极层与集流体之间的黏结强度;微米沟槽结构进一步保护了电极层,缓解了体积膨胀效应.采用Cu箔集流体深刻蚀显著改善了Si电极的剥离和开裂现象,实现了其电化学性能的提升.

外文标题：Texturing of Cu Foil Current Collector by Femtosecond Laser Deep Ablation and Its Effect on Performance of Lithium-ion Batteries

外文关键词：

green femtosecond laserlaser ablationCu foil current collectorSi-based electrodecycling stability

作者：

王京博、曹利、李松原、肖荣诗、黄婷

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作者单位：

北京工业大学材料与制造学部,北京 100124

关键词：

绿光飞秒激光激光刻蚀 Cu箔集流体 Si电极循环稳定性

基金：

国家自然科学基金

项目编号：

51975018

出版年：

2024

DOI：

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.01.011

表面技术

中国兵器工业第五九研究所,中国兵工学会防腐包装分会,中国兵器工业防腐包装情报网

表面技术

CSTPCD北大核心

影响因子：1.39

ISSN：1001-3660

年,卷(期)：2024.53(1)

参考文献量5