Selecting the Degree of Partial Lithiation for Preventing Fracture in Si Micoparticles

多物理 材料科学 限制 阳极 渗透(战争) 断裂(地质) 复合材料 有限元法 机械工程 电极 结构工程 化学 物理化学 运筹学 工程类
作者
Bo Wang,Pu Hu,Katerina E. Aifantis
出处
期刊:Batteries [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:9 (6): 324-324 被引量:4
标识
DOI:10.3390/batteries9060324
摘要

The limiting aspect in commercializing Si-based anodes is the fractures they undergo during lithiation and de-lithiation. Experimental and theoretical studies have shown that this fracture is minimized when the particle size is reduced below 100 nm; however, this is not a commercially viable solution. Herein, we employ a multiphysics model to capture damage in 1 µm and 2 µm Si particles for different degrees of partial lithiation and corresponding de-lithiation. It is seen that partial lithiation can reduce the mechanical stresses experienced by the Si particles and fracture is fully prevented when the Li-ion penetration does not exceed 360 nm and 600 mm for 1 µm and 2 µm Si particles, respectively, when they are distributed in a binder containing smaller Si particles of 500 nm and 1 µm particles, respectively, prior to de-insertion. This indicates that limiting lithiation to 72% for 1 µm Si particles and 66% for 2 µm Si particles can prevent their pulverization. Removing the smaller Si particles and having a uniform Si size distribution results in lower lithiation states for preventing fracture. Such design information is vital for battery developers in order to fully utilize the capabilities of Si.
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
大模型应助zky采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
kaka发布了新的文献求助10
2秒前
胖球球发布了新的文献求助10
3秒前
ZWQ发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
mhy完成签到 ,获得积分10
5秒前
慕青应助LYP采纳,获得10
5秒前
大力的冬萱应助好久不见采纳,获得20
6秒前
maying0318发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
诗韵完成签到,获得积分10
7秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
YuJue应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
梦槐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
可爱语芹发布了新的文献求助10
9秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
天晴应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
minnn应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10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
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 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 7351856
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963287
关于积分的说明 19041308
捐赠科研通 7001052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221408
关于科研通互助平台的介绍 2385854
邀请新用户注册赠送积分活动 2201844