Mechanochemical Synthesis of Fe–Si-Based Anode Materials for High-Energy Lithium Ion Full-Cells

重量分析 法拉第效率 材料科学 阳极 锂(药物) 电化学 球磨机 电极 化学工程 纳米技术 复合材料 冶金 化学 物理化学 有机化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Mirco Ruttert,Vassilios Siozios,Martin Winter,Tobias Placke
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (1): 743-758 被引量:31
标识
DOI:10.1021/acsaem.9b01926
摘要

The application of silicon (Si)-based negative electrode materials depicts one possibility to increase the energy density of lithium ion batteries (LIBs) due to the high gravimetric and volumetric capacity of Si. Huge volumetric changes during the lithiation/delithiation and the consequences resulting thereof, for example, mechanical instability and loss of active lithium, lead to a very poor cycling stability of Si though. In this work, we combine Si with iron (Fe) by a mechanochemical ball mill synthesis in order to design FexSiy materials and to improve the cycling performance by forming a stabilizing inactive buffer phase. Thereby, we comprehensively study how the electrochemical performance of the FexSiy materials is influenced by different factors, namely the milling time, the variation of the Fe/Si ratio, the application of heat-treatment, and the combination of the FexSiy material with carbon. Those materials showing the most promising electrochemical performance in FexSiy || Li metal cells, that is, a stable cycling performance and high initial Coulombic efficiency (CEff), are further evaluated in a NMC-111 || FexSiy full-cell setup, allowing a more practical assessment of their practical performance, as the active lithium content is limited in these cells. Because of their high tap density (>1 g cm–3) and high initial CEff (86–92%), the FexSiy materials can reach a high areal capacity and can be applied without an additional prelithiation step in a LIB full-cell. In comparison to a commercial Si–C composite material, the FexSiy materials show a superior gravimetric energy and improved cycling stability in full-cells.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
我是老大应助灵感大王采纳,获得10
1秒前
wmdpyxnz完成签到,获得积分10
1秒前
小超超完成签到 ,获得积分10
2秒前
SOLOMON应助甜美的蓝天采纳,获得10
3秒前
研友_ZzaKqn完成签到,获得积分0
3秒前
思源应助香草吧噗采纳,获得10
3秒前
小七发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
老唐发布了新的文献求助10
4秒前
线条完成签到 ,获得积分10
4秒前
文静的觅海完成签到,获得积分10
5秒前
水丰完成签到,获得积分10
5秒前
淡定亦凝发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Maestro_S应助帅气的帅小伙采纳,获得10
6秒前
rwanq应助熊仔一百采纳,获得50
6秒前
7秒前
7秒前
十三发布了新的文献求助10
7秒前
luanshi完成签到,获得积分10
7秒前
满城烟沙完成签到 ,获得积分10
8秒前
yyy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
古乙丁三雨完成签到,获得积分10
9秒前
顾闭月完成签到,获得积分10
9秒前
lalala应助浩浩采纳,获得10
9秒前
研友_6n06w8完成签到,获得积分10
10秒前
hfhkjh完成签到,获得积分10
10秒前
玲玲发布了新的文献求助30
11秒前
星辰大海应助小七采纳,获得10
11秒前
KDC发布了新的文献求助10
12秒前
KGZW完成签到,获得积分10
12秒前
在水一方应助yx阿聪采纳,获得10
12秒前
开放的白玉完成签到,获得积分10
12秒前
科研小弟完成签到,获得积分10
12秒前
研友_6n06w8发布了新的文献求助10
13秒前
麦片完成签到,获得积分10
13秒前
张阳完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2479546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2141985
关于积分的说明 5461770
捐赠科研通 1865049
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927186
版权声明 562922
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496074