Incorporation of phosphorus into the surface of natural graphite anode for lithium ion batteries

Abstract

A new chemical approach for obtaining excellent cycleability of natural graphite is designed and introduced for use as an anode in lithium ion batteries. Here, we evaluate the electrochemical properties of natural graphite after surface modification with ammonium hexafluorophosphate (NH(4)PF(6)) to elucidate a correlation between surface structure and its electrochemical performance. The outstanding cyclic retention of 94.9% was obtained by NH(4)PF(6) at the fiftieth cycle, even without the functional additives such as vinylene carbonate (VC) and fluoroethylene carbonate (FEC). Such improvement could be attributed to the introduction of phosphorus into the surface of natural graphite. The electrochemical measurements combined with structural analyses indicate that the phosphorus incorporation could make the surface more stable and reinforce the SEI during cycles. Our findings indicate that surface modification by phosphorus incorporation is effective to modify the physicochemical properties of the SEI and improve the electrochemical properties of natural graphite.천연 흑연의 우수한 순환성을 획득하기 위한 새로운 화학적 접근은 설계되고 리튬 이온 전지에서 애노드로 사용하기 위해 도입된다. 여기에서, 우리는 표면 구조와 그것의 전기 화학적 성능 사이에 상관 관계를 명료하게 하기 위해 암모늄 헥사플루오로포스페이트 (NH 4 PF 6)로 표면변형 뒤에 천연 흑연의 전기 화학 특성을 평가한다. 94.9%의 탁월한 고리형 리텐션은 심지어 비닐렌 카르보네이트 (VC)와 플루오로에틸렌 탄산염 (FEC)와 같은 기능성 첨가제 없이, 50번째 사이클에 NH 4 PF 6에 의해 획득되었다. 그와 같은 향상은 천연 흑연의 표면 안으로 인에 대한 소개에 원인이 있을 수 있다. 인 결합이 표면을 더 안정적이게 하고 사이클 동안 세이를 보강할 수 있는 것을 구조 해석에 결합된 전기 화학 측정은 나타낸다. 인 결합에 의한 표면변형이 세이의 물리 화학적 성질을 수정하고 천연 흑연의 전기 화학 특성을 향상시키도록 효과적인 것을 우리의 결정은 나타낸다. NH 4 PF 6, 천연 흑연의 표면 구조를 가진 화학처리를 통한 그래픽 요약은 더 Li + 삽입에 유리하기 위해 바뀌었다. 인을 합체시킴으로써, 천연 흑연의 표면으로 형성된 부동태 층 (세이)의 안정성은 효과적으로 순환 동안 향상되었다.