Nanostructured Si-C Composites As High-Capacity Anode Material For All-Solid-State Lithium-Ion Batteries

阳极 法拉第效率 材料科学 电解质 阴极 空隙(复合材料) 电极 化学工程 锂(药物) 离子 复合材料 冶金 化学 医学 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Stephanie Poetke,Felix Hippauf,Anne Baasner,Susanne Dörfler,Holger Althues,Stefan Kaskel
标识
DOI:10.26434/chemrxiv.14096049.v1
摘要

Silicon carbon void structures (Si-C) are attractive anode materials for Lithium-ion batteries to cope with the volume changes of silicon during cycling. In this study, Si-C with varying Si contents (28 ‑ 37 %) are evaluated in all-solid-state batteries (ASSBs) for the first time. The carbon matrix enables enhanced performance and lifetime of the Si-C composites compared to bare silicon nanoparticles in half-cells even at high loadings of up to 7.4 mAh cm -2 . In full cells with nickel-rich NCM (LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 , 210 mAh g -1 ), kinetic limitations in the anode lead to a lowered voltage plateau compared to NCM half-cells. The solid electrolyte (Li 6 PS 5 Cl, 3 mS cm -1 ) does not penetrate the Si-C void structure resulting in less side reactions and higher initial coulombic efficiency compared to a liquid electrolyte (72.7 % vs. 31.0 %). Investigating the influence of balancing of full cells using 3-electrode ASSB cells revealed a higher delithiation of the cathode as a result of the higher cut-off voltage of the anode at high n/p ratios. During galvanostatic cycling, full cells with either a low or rather high overbalancing of the anode showed the highest capacity retention of up to 87.7 % after 50 cycles.
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
刚刚
1秒前
3秒前
动漫大师发布了新的文献求助30
4秒前
方小晓发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
研究新人发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
妮妮发布了新的文献求助10
10秒前
思源应助SciEngineerX采纳,获得10
11秒前
自己发布了新的文献求助10
12秒前
研究新人完成签到,获得积分10
12秒前
XC完成签到,获得积分10
12秒前
共享精神应助fanyy采纳,获得10
12秒前
helloworld发布了新的文献求助10
14秒前
xx完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
小马甲应助杨冰采纳,获得10
18秒前
20秒前
20秒前
24秒前
进步发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
坚强觅珍完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
mystryjoker发布了新的文献求助10
28秒前
Luchy完成签到 ,获得积分10
29秒前
一路微笑完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
30秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
helloworld完成签到,获得积分10
31秒前
时尚飞阳完成签到,获得积分10
32秒前
星辰大海应助义气的嘉熙采纳,获得10
32秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325566
关于积分的说明 10223524
捐赠科研通 3040706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668974
邀请新用户注册赠送积分活动 798936
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758634