Self-Supporting Silicon-Based Hierarchical Carbon Nanofibers As Anodes for Lithium-Ion Batteries

阳极 锂(药物) 材料科学 碳纳米纤维 纳米纤维 电解质 碳纤维 纳米技术 氧化物 纳米颗粒 化学工程 电极 光电子学 复合材料 化学 碳纳米管 工程类 复合数 医学 内分泌学 物理化学 冶金
作者
Jie Wang,Lan Xu
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (21): 19651-19660 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c03254
摘要

Si-based anodes have demonstrated significant potential for application in lithium-ion batteries (LIBs) owing to their high-energy density. Nevertheless, commercial application of Si-based anodes is hindered by their substantial volume expansion and poor conductivity. In this paper, a straightforward, efficient, and environmentally friendly method was proposed to prepare self-supporting Si-based hierarchical carbon nanofibers (Si@SiOx/HPCNFs) derived from coaxial electrospun nanofibers as high-performance anodes for LIBs. By introducing an oxide layer onto the surface of Si nanoparticles (NPs), the swelling of Si during charging and discharging was alleviated, and sufficient hydrogen bonds and active sites were provided for the adequate binding between Si@SiOx and precursors. Meanwhile, the hierarchical porous structure of carbon nanofibers (CNFs) provided sufficient space for the swelling of Si NPs in their core layer, and the shell layer of CNFs had a barrier effect to prevent direct contact between the electrolyte and Si NPs, thus facilitating Li+ transport and ensuring the cyclic stability of the material. Accordingly, the Si@SiOx/HPCNF anode demonstrated a large reversible capacity (686.0 mAh g–1) after 100 cycles at 100 mA g–1 and retained its original fiber structure well, suggesting that the self-supporting Si@SiOx/HPCNF anode has great potential in advanced energy storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
3秒前
4秒前
顾矜应助爱撒娇的朋友采纳,获得10
4秒前
xcx完成签到,获得积分20
5秒前
鱼儿发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
月不笑发布了新的文献求助10
7秒前
冯小路完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
不敢自称科研人完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
小二郎应助laox采纳,获得10
7秒前
9秒前
SKY发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
RicardoMLiu发布了新的文献求助10
10秒前
英俊的铭应助信步采纳,获得10
10秒前
坦率续完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
myg8627发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
上官若男应助糟糕的雨莲采纳,获得10
13秒前
13秒前
hui发布了新的文献求助10
15秒前
小马甲应助放荡不羁采纳,获得10
15秒前
刻苦的阁完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
领导范儿应助zxy采纳,获得10
16秒前
叶子完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
RicardoMLiu发布了新的文献求助10
18秒前
敏感绫完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
ZW发布了新的文献求助10
19秒前
Hello应助zzyy采纳,获得10
20秒前
研友_VZG7GZ应助ZRX采纳,获得30
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7309929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8926879
关于积分的说明 18920159
捐赠科研通 6972018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213059
关于科研通互助平台的介绍 2381440
邀请新用户注册赠送积分活动 2191209