摘要
中南大学肖劲-仲奇凡课题组，通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、XRD、拉曼光谱和XPS实验检测，探讨了导电炭黑的结构特征。条纹的CB晶格长度大多<20Å，峰值约为10Å。条纹在0–360°处均匀分布，符合其“洋葱状”结构。总共堆叠了2-5层，平均堆叠数量为2.91，具有一定的顺序。弯曲条纹总长度的比例为67.13%，高于总数的比例（46.57%），表明弯曲条纹一般较长。然后通过构建CB（C11854）的洋葱状颗粒模型，结合FT-IR和XRD光谱计算验证了该模型的合理性。
作者同时在理论方面，采用基于反应力场的分子动力学（AMS软件ReaxFF模块）研究了CB和碳酸亚乙酯（EC）在锂离子电池中的电化学氧化行为。EC通过环内和环外O攻击CB，EC的分解产生CO2和C2H4。CB表面形成了各种O基团，EC和CB的破坏影响了电池的循环稳定性和寿命。在使用F2作为CB的保护后，EC的消耗减少，并且在CB表面仅形成少数O基团。这一结果为减缓CB和EC之间的电化学副反应提供了高精度的模拟支持。
扩展阅读：
- 中文详细解读：https://mp.weixin.qq.com/s/df7GchOCPdT_kVCdgKBNZw
- 英文文献全文：Construction of a 3D “Onion-like” Model of Conductive Carbon Black for Lithium-Ion Batteries and Exploration of the Electrochemical Oxidation Mechanism of CB and Ethylene Carbonate via ReaxFF MD, Energy & Fuels. 2023, 37, 9, 6778–6790