Cyclable Micron‐Sized Silicon‐Based Lithium‐Ion Batteries at −40 °C Enabled by Temperature‐Dependent Solvation Regulation

材料科学 溶剂化 锂(药物) 离子 化学工程 纳米技术 工程物理 光电子学 化学 有机化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Jiacheng Yang,Sicong Wang,Shuangyu Song,Dong An,Xianwei Yu,Qiaonan Zhu,Dandan Yu,Jiawei Wang,Shuai Dong,Jianwei Nai,Jie Yang,Zhenhui Ma,Mirtemir Kurbanov,Biao Gao,Hua Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (30): e2501807-e2501807 被引量:24
标识
DOI:10.1002/adma.202501807
摘要

Abstract Micron‐sized silicon (µSi) anodes hold great promise for high‐energy lithium‐ion batteries (LIBs). However, the rechargeable cyclability of µSi anodes at sub‐zero Celsius, especially below −20 °C remains challenging, caused by the severe volume change and cracking of solid electrolyte interphase (SEI) during cycling. Here, the low‐temperature cyclability of µSi‐based LIBs is realized by using an electrolyte featured with temperature‐adaptive ion‐dipole interactions. The synergistic effect of the methyl group as a weak electron donor and the electronegative fluorine atoms endows methyl difluoroacetate (MDFA) with a weak binding affinity for Li + . Moreover, the affinity between Li + and the oxygen atoms in both MDFA and fluoroethylene carbonate (FEC) decreases at lower temperatures, accompanied by a temperature‐responsive enhancement of Li + ‐anion coordination. Thus, the MDFA/FEC electrolyte exhibits an extraordinary contact ion pairs‐dominated solvation structure at subzero temperatures, which facilitates Li + desolvation and the formation of a thin, robust inorganic‐rich SEI. As expected, µSi anodes show a record‐breaking capacity of 786 mAh g −1 after 100 cycles at −40 °C under 0.1 A g −1 , and µSi‐based full cells display impressive rechargeability at −40 °C. This work paves the way for extending the applications of µSi anodes to extreme cold conditions.
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
2U发布了新的文献求助10
刚刚
打打应助111采纳,获得10
1秒前
yxf完成签到,获得积分10
1秒前
滴滴发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
5秒前
CodeCraft应助飘逸书易采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
ykyk0927发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
Ava应助LUMOS采纳,获得30
10秒前
LeiYu完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
减简发布了新的文献求助10
12秒前
布丁发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
减简发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
减简发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
减简发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
减简发布了新的文献求助30
16秒前
减简发布了新的文献求助30
17秒前
减简发布了新的文献求助30
17秒前
减简发布了新的文献求助10
17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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
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 7315876
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931875
关于积分的说明 18933682
捐赠科研通 6975867
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213948
关于科研通互助平台的介绍 2381919
邀请新用户注册赠送积分活动 2192582