亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

High-strength and high-modulus silicon monoxide for high-energy-density and fast-charging lithium-ion batteries

材料科学 一氧化硅 电极 锂(药物) 电池(电) 无定形固体 导电体 一氧化碳 复合材料 压力(语言学) 降级(电信) 变形(气象学) 一氧化碳 纳米技术 碳纤维 能量密度 机械能 化学工程 电流密度 储能 光电子学 功率密度 硅酮 铰链 产量(工程) 锂离子电池
作者
Minjun Je,Yeong Hun Choi,Seung Hyun Jeong,Jihoon Oh,Seoha Nam,Jong Min Won,Hyo Chul Ahn,Jun Ha Kim,Kyeong Sik Jin,Sungho Kim,Hye Bin Son,Seong-Jin Park,Junghyun Choi,Sun Shin,Yong‐Ju Lee,J H Choi,Seong-Jin Park
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41467-026-72434-4
摘要

Silicon-based negative electrodes suffer from severe mechanical degradation due to repetitive volumetric fluctuations and the resulting stress during cycling. Prevailing mitigation strategies enhance only elastic deformation resistance (via increased Young’s modulus) while overlooking yield strength improvement—critical for suppressing plastic deformation and cyclic fatigue under high-rate conditions. Here, we fabricate high-strength, high-modulus silicon monoxide incorporating intraparticle domains of crystalline lithium fluoride. By exploiting the (inverse) Hall–Petch relationship and the rule of mixtures for composites, size engineering of crystalline lithium fluoride domains maximizes particle-level mechanical reinforcement. The particles are simultaneously encapsulated by ionically conductive amorphous lithium fluoride/electronically conductive fluorine-doped carbon sheaths. This mechanical/kinetic enhancement enables automotive-acceptable coin-type full-cell cycling for 1000 cycles at 2 C (10 mA cm−2) with high-loading positive electrodes (5 mAh cm−2). In addition, a 1.26 Ah pouch full cell delivers stable operation for 500 cycles at 2 C (2.52 A), attaining a specific energy of 402 Wh kg−1 and an energy density of 1125 Wh L−1. Whereas graphite, lithium metal, and conventional silicon-based negative electrodes face a trade-off between energy density and fast-charging capability, this approach satisfies both prerequisites, establishing a foundational guideline to realize the intrinsic promise of silicon-based negative electrodes. Energy-dense silicon-based negative electrodes repeatedly expand and shrink during battery operation, causing mechanical damage that degrades performance. Here, authors develop a deformation-resistant silicon-based negative electrode, enabling durable fast charging and high-energy operation.
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
Julian发布了新的文献求助10
1分钟前
guoxihan完成签到,获得积分10
1分钟前
zsmj23完成签到 ,获得积分0
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
SEveNYS29发布了新的文献求助10
2分钟前
壮观的灵凡完成签到 ,获得积分10
2分钟前
12305014077完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.4应助Phiephie采纳,获得10
3分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
duke发布了新的文献求助10
3分钟前
看海听风发布了新的文献求助10
3分钟前
attention完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
Phiephie发布了新的文献求助10
4分钟前
malen111完成签到 ,获得积分10
4分钟前
科研通AI6.4应助Phiephie采纳,获得10
4分钟前
深情安青应助看海听风采纳,获得10
4分钟前
cyyyyyy完成签到,获得积分10
5分钟前
小二郎应助cyyyyyy采纳,获得10
5分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
初见秋风发布了新的文献求助20
6分钟前
山楂完成签到,获得积分10
6分钟前
j7完成签到,获得积分10
6分钟前
橙橙发布了新的文献求助10
7分钟前
plk完成签到 ,获得积分10
8分钟前
9分钟前
zyl发布了新的文献求助10
9分钟前
cocoxue完成签到 ,获得积分10
9分钟前
老迟到的羊完成签到 ,获得积分10
9分钟前
苹果完成签到 ,获得积分10
10分钟前
mengzhe完成签到,获得积分10
10分钟前
小祝没吃饱完成签到,获得积分10
10分钟前
共享精神应助小祝没吃饱采纳,获得10
10分钟前
10分钟前
jama117发布了新的文献求助15
10分钟前
suda完成签到 ,获得积分10
10分钟前
liu完成签到 ,获得积分10
11分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
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 7257570
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879520
关于积分的说明 18757213
捐赠科研通 6937984
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201095
关于科研通互助平台的介绍 2375215
邀请新用户注册赠送积分活动 2176943