Spatial‐Dependent Coupling of Electrochemistry, Mass Transport, and Stress in Silicon‐Graphite Composite Electrodes for Lithium‐Ion Batteries

材料科学 电化学 锂(药物) 石墨 电极 复合数 离子 联轴节(管道) 压力(语言学) 纳米技术 无机化学 复合材料 光电子学 物理化学 有机化学 内分泌学 哲学 医学 化学 语言学
作者
Xueyan Li,Yongtang Chen,Yuyang Lu,Kang Fu,Weidong He,Kai Sun,Junjie Ding,Yong Ni,Peng Tan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (3) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/adfm.202413560
摘要

Abstract The commercialization of high‐capacity silicon materials in lithium‐ion batteries is hindered by significant volume changes. Composite anodes made from silicon and graphite, which increase battery capacity and maintain electrode structural stability, are receiving considerable attention. However, the spatial configuration of the active particles in the electrode is few investigated due to the complexity of experiments at the microscopic scale. Herein, this work focuses on electrochemical, mass transport, and stress coupling mechanisms by considering different spatial configurations of silicon and graphite. In situ electrochemical and stress measurements are first conducted to demonstrate the impact of the active material arrangement. Then, a 2D electrochemical‐mechanical model is developed considering the heterogeneity of electrochemical processes at the particle‐electrolyte interface. The results show that placing silicon in the upper active layer significantly reduces the ion transport resistance, while the graphite layer near the current collector provides a good conductive network for electron transport in the silicon layer, enhancing the performance of the composite electrode structure. By combining electrochemical and mechanical field models with experimental verification, this study deepens the understanding of composite electrode structure design, offering practical guidance for optimizing the spatial configuration of electrode materials to significantly improve battery performance.
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
hulala发布了新的文献求助10
刚刚
xuxi应助无限亦云采纳,获得10
刚刚
陌陌发布了新的文献求助10
1秒前
Aletheia发布了新的文献求助10
1秒前
zhangchaobo完成签到,获得积分10
1秒前
高泽平应助科研通管家采纳,获得50
1秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
2秒前
英俊的铭应助上冬采纳,获得10
2秒前
2秒前
斯文慕山发布了新的文献求助10
3秒前
FashionBoy应助爸爸采纳,获得10
3秒前
啊元发布了新的文献求助10
4秒前
杨保佳完成签到,获得积分10
6秒前
大方岩完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Wz应助SSScome采纳,获得50
7秒前
9秒前
dgf完成签到,获得积分20
10秒前
doki完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
苹果幻儿发布了新的文献求助10
12秒前
Wvzzzzz完成签到,获得积分10
13秒前
自信放光芒~完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
京墨发布了新的文献求助10
15秒前
xhntt完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
小马甲应助37.2℃采纳,获得10
16秒前
慕青应助夏侯丹烟采纳,获得10
16秒前
16秒前
墨染书香完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
陌陌完成签到 ,获得积分10
17秒前
斯文慕山完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI2S应助long采纳,获得10
18秒前
Damon完成签到,获得积分10
18秒前
希希发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 7287656
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8907402
关于积分的说明 18851082
捐赠科研通 6956412
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208670
关于科研通互助平台的介绍 2378518
邀请新用户注册赠送积分活动 2184312