Lithium insertion/extraction mechanism in Mg2Sn anode for lithium-ion batteries

阳极 锂(药物) 材料科学 萃取(化学) 离子 机制(生物学) 磷酸钒锂电池 无机化学 化学 电极 物理化学 有机化学 医学 认识论 内分泌学 哲学
作者
Xize Chen,Shanghai Wei,Jinzhi Wang,Fanglei Tong,Tilo Söhnel,Geoffrey I. N. Waterhouse,Wen Zhang,J. Kennedy,Mark P. Taylor
出处
期刊:Intermetallics [Elsevier BV]
卷期号:169: 108306-108306 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.intermet.2024.108306
摘要

Due to its high capacity and excellent voltage properties, the Mg2Sn intermetallic phase is considered a promising anode material for next-generation lithium-ion batteries. However, the rapid capacity loss with cycling presently limits the application of Mg2Sn-based anodes. In this work, the Mg2Sn intermetallic phase was synthesized via a conventional casting method, and mechanisms of lithium ions intercalation into Mg2Sn alloy anodes were systematically studied. Density functional theory (DFT) calculations and electrochemical analyses identified two pathways involving four electrochemical reactions for Li+ intercalation/extraction in the Mg2Sn phase. The first pathway involves the insertion reaction of lithium ions into the octahedral sites of the Mg2Sn face center cubic (FCC) matrix, whilst the second involves the substitution of Mg by Li ions (releasing Mg metal). Furthermore, ex-situ EIS analysis and DFT calculations verified that adjusting the cut-off voltage range could control the reaction pathways. Excessively high or low cut-off voltages adversely impact the stability of the Mg2Sn anode. At cut-off voltages between 0.1 and 1 V, Mg2Sn anodes show very good capacity retention (78 % after 50 cycles), benefiting from the minimized formation of metallic Mg and Sn phases.

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
思途问径完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
竹心发布了新的文献求助30
1秒前
ySX应助悦耳的芒果采纳,获得10
1秒前
2秒前
鹿皮发布了新的文献求助20
2秒前
Zac应助mahuahua采纳,获得10
2秒前
欢喜发布了新的文献求助10
2秒前
无私代芹发布了新的文献求助10
3秒前
nnnnnnxh完成签到,获得积分10
3秒前
陆启明发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
风趣采白发布了新的文献求助20
5秒前
deng发布了新的文献求助10
5秒前
上官若男应助YixiaoWang采纳,获得10
5秒前
贤不闲完成签到,获得积分10
5秒前
大模型应助零零二采纳,获得10
5秒前
刘浩然发布了新的文献求助30
5秒前
香蕉觅云应助xxxyyyyyddd采纳,获得10
6秒前
充电宝应助茶颜采纳,获得10
6秒前
腌椰菜发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
viczw发布了新的文献求助10
7秒前
默默的问兰完成签到,获得积分10
7秒前
li完成签到,获得积分10
7秒前
平常兰发布了新的文献求助10
7秒前
maojingjing完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
ist完成签到 ,获得积分10
8秒前
伍次友发布了新的文献求助10
8秒前
dany完成签到 ,获得积分10
8秒前
Tsuki发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
CipherSage应助yy采纳,获得10
9秒前
乘风完成签到,获得积分10
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
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6331462
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8147949
关于积分的说明 17098712
捐赠科研通 5387060
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2856039
邀请新用户注册赠送积分活动 1833543
关于科研通互助平台的介绍 1684827