Real-Time NMR Investigations of Structural Changes in Silicon Electrodes for Lithium-Ion Batteries

锂(药物) 魔角纺纱 化学 电化学 重量分析 硅化物 无定形固体 电极 电解质 非晶硅 离子 化学物理 分析化学(期刊) 化学工程 晶体硅 结晶学 核磁共振波谱 物理化学 有机化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Baris Key,Rangeet Bhattacharyya,Mathieu Morcrette,Vincent Seznéc,Jean‐Marie Tarascon,Clare P. Grey
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:131 (26): 9239-9249 被引量:734
标识
DOI:10.1021/ja8086278
摘要

Lithium-ion batteries (LIBs) containing silicon negative electrodes have been the subject of much recent investigation because of the extremely large gravimetric and volumetric capacity of silicon. The crystalline-to-amorphous phase transition that occurs on electrochemical Li insertion into crystalline Si, during the first discharge, hinders attempts to link structure in these systems with electrochemical performance. We apply a combination of static, in situ and magic angle sample spinning, ex situ (7)Li nuclear magnetic resonance (NMR) studies to investigate the changes in local structure that occur in an actual working LIB. The first discharge occurs via the formation of isolated Si atoms and smaller Si-Si clusters embedded in a Li matrix; the latter are broken apart at the end of the discharge, forming isolated Si atoms. A spontaneous reaction of the lithium silicide with the electrolyte is directly observed in the in situ NMR experiments; this mechanism results in self-discharge and potential capacity loss. The rate of this self-discharge process is much slower when CMC (carboxymethylcellulose) is used as the binder.
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
朱颜发布了新的文献求助10
1秒前
王通完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
dinhogj发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
moritree完成签到,获得积分10
4秒前
vincentbioinfo完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
Alone发布了新的文献求助10
7秒前
shuaixiaoyu发布了新的文献求助10
8秒前
dinhogj完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
想吃蛋挞发布了新的文献求助10
9秒前
香蕉觅云应助Can采纳,获得10
10秒前
FM发布了新的文献求助10
10秒前
ii发布了新的文献求助10
10秒前
eleven发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
今后应助乘风采纳,获得10
16秒前
16秒前
weiwei发布了新的文献求助10
16秒前
愉情完成签到,获得积分10
17秒前
Maestro_S应助予秋采纳,获得10
17秒前
Maestro_S应助予秋采纳,获得10
17秒前
18秒前
长安某完成签到,获得积分20
18秒前
PP完成签到,获得积分10
18秒前
跳跃靖发布了新的文献求助10
19秒前
Marayoung发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
乐乐应助鹿鹿采纳,获得10
19秒前
lsy完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Orange应助FM采纳,获得10
20秒前
molihuakai应助ii采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
22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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 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 7672013
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239085
关于积分的说明 19898695
捐赠科研通 7241539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285228
关于科研通互助平台的介绍 2443400
邀请新用户注册赠送积分活动 2287368