Net-like Al–Si Anode Integrating Structural Anchoring with Built-In 3D Ion Channels for High-Power-Density All-Solid-State Lithium Batteries

材料科学 阳极 锂(药物) 共晶体系 电极 电池(电) 纳米技术 粒子(生态学) 合金 体积膨胀 功率密度 纳米尺度 锂离子电池 体积热力学 储能 电流密度 离子 纳米颗粒 铝 可扩展性 导电体 复合材料
作者
Fayang Guan,Yixin Xu,Bing Cheng,Yanguang Zhou,Aoran Fan,Lingyun Zhu,Xing Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (33): 45256-45265
标识
DOI:10.1021/acsami.6c10310
摘要

Aluminum (Al) holds great promise as an anode material for all-solid-state lithium batteries (ASSLBs), owing to its high theoretical specific capacity and intrinsically low cost. Nevertheless, its practical implementation is critically constrained by dramatic volume expansion and uneven lithiation, along with the subsequent interfacial chemo-electrochemical degradation. Here, we synthesized a net-like "expansion anchor" structure in an Al88Si12-10%Li anode via eutectic composition engineering and a targeted pre-lithiation strategy. This architecture exploits the inherent thermodynamic and kinetic disparities between Al and Si to guide the formation of a nanoscale lithium-silicon expanded network. The pre-formed network not only imposes controllable compressive pre-stress on the Al particles to accommodate the volume expansion but also constructs continuous 3D lithium-ion transport pathways to deepen the reversible (de)lithiation depth. Dual functions reduce the electrode expansion from 45.5 to 14.7% without particle pulverization. The resultant full cells deliver exceptional rate capability up to 10C and maintain stable cycling at 6C for 500 cycles with 75.6% capacity retention. Furthermore, it exhibits robust performance under high areal loading (over 4 mA h·cm-2), delivering a competitive electrode-level power density of up to 1200 W·kg-1. This designed microstructural engineering establishes a scalable pathway for the development of high-performance alloy anodes in next-generation ASSLBs.
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AI6.2的应助被Insomnia采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
xxx发布了新的文献求助10
1秒前
Sean完成签到,获得积分10
2秒前
脑洞疼的应助被医疗实用废物采纳,获得10
2秒前
可持续发展中完成签到,获得积分10
2秒前
无花果的应助被上官小怡采纳,获得10
2秒前
雄霸天下发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
丘比特的应助被nihao123采纳,获得10
3秒前
3秒前
Mixrror发布了新的文献求助10
4秒前
小蘑菇的应助被后撤步采纳,获得10
4秒前
希望天下0贩的0的应助被UAECT采纳,获得10
4秒前
冷傲凝阳完成签到 ,获得积分10
4秒前
Elsevier大王的应助被苒goh采纳,获得30
4秒前
Leon_Kim完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
小鱼爱吃肉的应助被踏实香氛采纳,获得10
5秒前
viv发布了新的文献求助10
5秒前
沈米米完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
Litao完成签到 ,获得积分10
6秒前
mushanes完成签到 ,获得积分10
6秒前
zhong发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
猪猪侠完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
搜集达人的应助被chenxiang采纳,获得10
8秒前
吕佩完成签到,获得积分10
8秒前
情怀的应助被老师采纳,获得30
8秒前
Judy发布了新的文献求助30
9秒前
Starain完成签到,获得积分10
9秒前
薄年发布了新的文献求助10
9秒前
浑绿海完成签到,获得积分10
9秒前
取个名名好难完成签到 ,获得积分10
9秒前
yahui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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8140115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540529
关于积分的说明 21640228
捐赠科研通 7724211
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420983
关于科研通互助平台的介绍 2546180
邀请新用户注册赠送积分活动 2463052