Silicon anodes protected by a nitrogen-doped porous carbon shell for high-performance lithium-ion batteries

阳极 材料科学 化学工程 锂(药物) 碳纤维 多孔性 硅 退火(玻璃) 兴奋剂 纳米技术 多孔硅 纳米颗粒 聚合物 复合材料 电极 光电子学 复合数 化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Jinhui Zhu,Jun Yang,Zhixin Xu,Jiulin Wang,Yanna NuLi,Xiaodong Zhuang,Xinliang Feng
出处
期刊:Nanoscale [Royal Society of Chemistry]
卷期号:9 (25): 8871-8878 被引量:107
标识
DOI:10.1039/c7nr01545c
摘要

Silicon (Si) anodes, which are among the most promising candidates for high-energy lithium-ion batteries (LIBs), have attracted considerable attention from both academic and industrial communities. However, Si anodes usually suffer from an inherently low conductivity and extremely large volume change during the lithiation and delithiation processes, and consequently exhibit an inferior rate capability and poor cycle life. In this paper, we report new porous polymer-derived carbon coated Si nanoparticles (NPs) as the next generation anodes for LIBs to overcome these serious problems. Specifically, a porous covalent triazine framework (CTF) polymer shell was synthesized by in situ trimerization of p-benzenedinitrile in molten ZnCl2. Then, core–shell structured Si/nitrogen-doped porous carbon (Si@NPC) spheres were easily produced after high-temperature annealing. As an anode for LIBs, Si@NPC delivers a high capacity of 1390 mA h g−1 at 0.5 A g−1, stable cycle performance (107% capacity retention at 1 A g−1 for 200 cycles), and excellent rate capability of up to approximately 420 mA h g−1 at 16 A g−1. Such an exciting performance can be attributed to the ultra-stable, highly conductive, N-doped, and porous carbon shell. This work not only offers a new solution to the large volume change of Si-based anodes, but also enables the synthesis of porous polymer-based core–shell structures for energy storage and conversion.
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
科研通AI6.4的应助被徐国发采纳,获得10
刚刚
HSY完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小熊完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
vvr完成签到 ,获得积分10
2秒前
洋芋二号发布了新的文献求助10
3秒前
csg888888完成签到,获得积分10
3秒前
lirui_nicely发布了新的文献求助10
3秒前
华仔的应助被大意的听枫采纳,获得10
3秒前
南宫誉发布了新的文献求助10
3秒前
huifang完成签到,获得积分10
3秒前
Fan完成签到 ,获得积分0
4秒前
诚心晓露完成签到,获得积分10
4秒前
你猜我是谁完成签到 ,获得积分10
5秒前
沐金秋完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
seq001完成签到,获得积分10
5秒前
仰望星空扭到腰完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
qppqqpqpqpq发布了新的文献求助10
6秒前
朴素灵薇发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
酷炫贞发布了新的文献求助10
6秒前
Gustav_Lebon发布了新的文献求助10
6秒前
丘比特的应助被sixgodness采纳,获得10
7秒前
zhichao完成签到 ,获得积分10
7秒前
dfhjsd完成签到,获得积分10
7秒前
寒冷诗霜完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
舒心妙旋完成签到,获得积分20
8秒前
李健的小迷弟的应助被Jerry采纳,获得10
8秒前
9秒前
收手吧大哥完成签到,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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8076652
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494616
关于积分的说明 21382290
捐赠科研通 7644690
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400174
关于科研通互助平台的介绍 2529895
邀请新用户注册赠送积分活动 2438810