有鑒于此，作者首先采用差示掃描量熱法（DSC）系統(tǒng)地研究了石墨正極在不同充電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性，并將雙離子石墨正極的熱穩(wěn)定性與其他常見的鋰離子電池正極（LiNi0.5Mn1.5O4和LiCoO2）進(jìn)行了比較。除此之外，研究了添加不同比例的氟代碳酸乙烯酯（FEC）的雙離子電池?zé)岱€(wěn)定性。同時(shí)，作者比較了石墨作為正極（嵌入PF6–）和石墨作為負(fù)極（嵌入Li+）的熱穩(wěn)定差異。研究結(jié)果顯示，（1）雙離子電池石墨正極相較于傳統(tǒng)的鋰離子電池正極在高溫狀態(tài)下，并沒有放熱反應(yīng)的產(chǎn)生，具有更穩(wěn)定的熱行為；（2）電池的熱穩(wěn)定性與所用電解液息息相關(guān)。例如，3M LiPF6 EMC電解液是吸熱的，但加入FEC作為共溶劑則會(huì)導(dǎo)致熱釋放，而對(duì)電解液的適當(dāng)設(shè)計(jì)可以提高電池?zé)岱€(wěn)定性；（3）鋰離子負(fù)極在高溫下產(chǎn)生大量的熱并伴有明顯的放熱峰，而雙離子電池石墨正極則表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。證明了，石墨的熱穩(wěn)定性與嵌層物種的類型有關(guān)，Li+插層使材料的熱不穩(wěn)定性增強(qiáng)，而PF6–插層實(shí)際上使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。該研究證實(shí)了雙離子在熱穩(wěn)定性方面優(yōu)于鋰離子，這使雙離子在未來的大規(guī)模應(yīng)用中具有良好的前景。
論文信息Thermal Stability of Graphite Electrode as Cathode for Dual-Ion Batteries
Yu Zhao, Kaiming Xue, Dr. Tian Tan, Dr. Denis Y. W. Yu
