Dipole‐Engineered Conductive Additives for Ultrastable Interphase Evolution in High‐Areal‐Capacity Silicon Anodes

材料科学 相间 阳极 导电体 电解质 纳米技术 电极 阴极 渗透(认知心理学) 碳纳米纤维 纳米纤维 化学工程 碳纤维 碳纳米管 碳酸丙烯酯 基质(水族馆) 渗流阈值 限制 磺酸
作者
Song Kyu Kang,Hyeonju Kim,Jeongbin Cho,Minseon Park,Taehun Kim,Seonghun Sin,Won Bae Kim
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (62)
标识
DOI:10.1002/adfm.75952
摘要

ABSTRACT Ensuring electrical integrity and interfacial stability in silicon (Si) anodes critically relies on conductive carbon additives; however, their potential role in modulating interphase evolution has rarely been systematically considered, and the mechanistic interplay between additive functionality and electrolyte chemistry remains insufficiently understood, thereby limiting the realization of high‐areal‐capacity operation. Here, a dipole‐engineered molecular design of an ionically/electronically conductive sulfonated carbon nanofiber (SC) additive is introduced, which establishes sulfonyl dipole‐mediated interfacial domains that preferentially direct fluoroethylene carbonate reduction toward the formation of a compact and LiF‐rich interphase. Incorporation of sulfonic acid functionalities enables robust hydrogen bonding with Si, promoting a spatially homogeneous electrode architecture with intimate interfacial contact and efficient charge percolation pathways that accelerate lithiation/delithiation dynamics. As a result, the Si–SC anode achieves an ultrahigh‐areal‐capacity of 10.2 mAh cm −2 and delivers 1784 mAh g −1 at a high current density of 10 A g −1 , while maintaining 94.2% capacity over 300 cycles at 1 A g −1 . Full‐cell evaluation with Ni‐rich layered cathodes further demonstrates stable capacity retention, underscoring practical applicability. This work introduces dipole‐directed conductive additive engineering as a new guiding paradigm that redefines them as chemically active interphase regulators for scalable, high‐energy‐density Si‐based next‐generation lithium‐ion batteries.
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
刚刚
科研通AI6.4应助a海w采纳,获得10
刚刚
right完成签到,获得积分10
1秒前
刻苦的觅双完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
鱼鱼完成签到,获得积分10
4秒前
脑洞疼应助吕程校采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
大大怪发布了新的文献求助10
4秒前
xiongyoubin完成签到,获得积分10
4秒前
Nana完成签到,获得积分10
4秒前
海女完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
沉默夜梦发布了新的文献求助200
8秒前
乐观迎荷发布了新的文献求助10
9秒前
大气世平发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
苏格拉丁发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
田様应助苦逼的科研汪采纳,获得10
10秒前
11秒前
王帆发布了新的文献求助10
13秒前
睡个好觉发布了新的文献求助10
13秒前
ChenkLuo发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
唔西迪西发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
从容白凝发布了新的文献求助10
14秒前
WWPbrm发布了新的文献求助10
14秒前
46发布了新的文献求助10
14秒前
CipherSage应助前前采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.4应助right采纳,获得10
15秒前
16秒前
12完成签到,获得积分10
17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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
煤炭地下气化渗流燃烧方法的研究 400
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 7632174
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9206630
关于积分的说明 19745278
捐赠科研通 7201571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274772
关于科研通互助平台的介绍 2436678
邀请新用户注册赠送积分活动 2271440