Hierarchical Yolk‐Shell Silicon/Carbon Anode Materials Enhanced by Vertical Graphene Sheets for Commercial Lithium‐Ion Battery Applications

材料科学 阳极 石墨烯 锂(药物) 纳米技术 电池(电) 碳纤维 锂离子电池 离子 化学工程 光电子学 复合材料 电极 复合数 有机化学 物理化学 量子力学 医学 物理 工程类 内分泌学 功率(物理) 化学
作者
Peilun Yu,Zhenwei Li,Dongcan Zhang,Qi Xiong,Jie Yu,Chunyi Zhi
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (2) 被引量:62
标识
DOI:10.1002/adfm.202413081
摘要

Abstract Yolk‐shell structured silicon/carbon (YS‐Si/C) anode materials show promise for commercial lithium‐ion batteries (LIBs) because of their high specific capacity and excellent cycling life. However, their commercialization has not been realized despite nearly a decade of research, primarily due to poor mechanical strength, limited rate capability, and low energy density. This study reports a hierarchical YS‐Si/C anode material synthesized via thermal chemical vapor deposition for the growth of vertical graphene sheets (VGSs), polymer self‐assembly, and one‐step carbonization, which establishes connections between the Si core and carbon shell through VGSs, enhancing the electrochemical and mechanical characteristics of the YS‐Si/C material. The unique material outperforms VGSs‐free composites, which presents a high specific capacity of 1683.2 mAh g −1 at 0.1 C, excellent rate performance of 552.2 mAh g −1 at 10 C, and superior capacity retention of 80.1% after 1000 cycles. When matched with LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 cathodes, the ampere‐hour‐level pouch cell delivers high gravimetric and volumetric energy densities of 429.2 Wh kg −1 and 1083 Wh L −1 , respectively. Finite element analysis shows that VGSs reduce stress concentration on the carbon shell, helping hollow materials withstand industrial electrode calendaring. This work demonstrates potential for the commercial application of YS‐Si/C anode materials in practical LIBs.
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
kkk完成签到,获得积分10
刚刚
zhou_发布了新的文献求助10
1秒前
yy完成签到,获得积分10
1秒前
噜噜发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
十又完成签到,获得积分10
2秒前
优美芝完成签到,获得积分10
2秒前
YUE发布了新的文献求助10
2秒前
桃花落发布了新的文献求助10
2秒前
Xin完成签到,获得积分10
2秒前
清爽太阳完成签到,获得积分10
3秒前
刘陌陌完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
感动的跳跳糖完成签到 ,获得积分10
3秒前
Mumu发布了新的文献求助10
3秒前
董小高儿完成签到,获得积分20
4秒前
linguobin发布了新的文献求助10
4秒前
小谢发布了新的文献求助10
4秒前
打打应助专注月亮采纳,获得10
4秒前
4秒前
Moonpie应助超帅的碱采纳,获得10
5秒前
传奇3应助清爽太阳采纳,获得10
5秒前
5秒前
ding应助机灵夜云采纳,获得10
6秒前
哭泣灵凡完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
青丝完成签到,获得积分10
7秒前
cm5257发布了新的文献求助10
7秒前
酷波er应助平淡晓博采纳,获得10
7秒前
7秒前
liumx发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
强强强强完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
jiangzongrui完成签到,获得积分20
8秒前
西红柿完成签到,获得积分10
8秒前
噜噜完成签到,获得积分10
9秒前
9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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415662
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234690
关于积分的说明 17487866
捐赠科研通 5468682
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889152
邀请新用户注册赠送积分活动 1866019
关于科研通互助平台的介绍 1703611