Stabilizing porous micro-sized silicon anodes via construction of tough composite interface networks for high-energy-density lithium-ion batteries

阳极 材料科学 锂(药物) 复合数 硅 能量密度 多孔性 离子 多孔硅 化学工程 接口(物质) 纳米技术 复合材料 工程物理 光电子学 化学 电极 工程类 物理化学 有机化学 毛细管数 医学 内分泌学 毛细管作用
作者
Lin Sun,Yang Liu,Liyan Wang,Zhidong Chen,Zhong Jin
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (11): 9737-9745 被引量:58
标识
DOI:10.1007/s12274-024-6937-2
摘要

Compared to nanostructured Si/C materials, micro-sized Si/C anodes for lithium-ion batteries (LIBs) have gained significant attention in recent years due to their higher volumetric energy density, reduced side reactions and low costs. However, they suffer from more severe volume expansion effects, making the construction of stable micro-sized Si/C anode materials crucial. In this study, we proposed a simple wet chemistry method to obtain porous micro-sized silicon (μP-Si) from waste AlSi alloys. Then, the μP-Si@carbon nanotubes (CNT)@C composite anode with high tap density was prepared by wrapping with CNT and coated with polyvinylpyrrolidone (PVP)-derived carbon. Electrochemical tests and finite element (FEM) simulations revealed that the introduction of CNTs and PVP-derived carbon synergistically optimize the stability and overall performance of the μP-Si electrode via construction of tough composite interface networks. As an anode material for LIBs, the μP-Si@CNT@C electrode exhibits boosted reversible capacity (∼ 3500 mAh·g−1 at 0.2 A·g−1), lifetime and rate performance compared to pure μP-Si. Further full cell assembly and testing also indicates that μP-Si@CNT@C is a highly promising anode, with potential applications in future advanced LIBs. It is expected that this work can provide valuable insights for the development of micro-sized Si-based anode materials for high-energy-density LIBs.
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
汉堡包的应助被明理的凡霜采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
vc的应助被西柚柠檬茶采纳,获得30
1秒前
1秒前
周凡淇发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
禹山河发布了新的文献求助10
3秒前
lars发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
Innogen发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
七听的应助被1281146412采纳,获得20
9秒前
精明亦巧完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
沉静蛟凤发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
华仔的应助被科研牛马徐某人采纳,获得10
10秒前
11秒前
myxxx完成签到,获得积分10
12秒前
Innogen完成签到,获得积分10
13秒前
佳佳爱科研完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
言玖梨发布了新的文献求助10
17秒前
Narcissus153发布了新的文献求助10
17秒前
石白勺完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
吉祥发布了新的文献求助10
17秒前
燕燕完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
梦归离发布了新的文献求助50
18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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7790641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9328196
关于积分的说明 20421381
捐赠科研通 7380252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323189
关于科研通互助平台的介绍 2470977
邀请新用户注册赠送积分活动 2340002