Enhanced ion conductivity and electrode–electrolyte interphase stability of porous Si anodes enabled by silicon nitride nanocoating for high-performance Li-ion batteries

材料科学 阳极 电解质 化学工程 电极 氮化物 锂(药物) 电化学 多孔性 纳米孔 纳米技术 复合材料 光电子学 化学 图层(电子) 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Shixiong Mei,Siguang Guo,Ben Xiang,Jiaguo Deng,Jijiang Fu,Xuming Zhang,Yang Zheng,Biao Gao,Paul K. Chu,Kaifu Huo
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:69: 616-625 被引量:88
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.02.002
摘要

Silicon (Si) is a promising anode material for next-generation high-energy lithium-ion batteries (LIBs) due to its high capacity. However, the large volumetric expansion, poor ion conductivity and unstable solid electrolyte interface (SEI) lead to rapid capacity fading and low rate performance. Herein, we report Si nitride (SiN) comprising stoichiometric Si3N4 and Li-active anazotic SiNx coated porous Si ([email protected]) for high-performance anodes in LIBs. The ant-nest-like porous Si consisting of 3D interconnected Si nanoligaments and bicontinuous nanopores prevents pulverization and accommodates volume expansion during cycling. The Si3N4 offers mechanically protective coating to endow highly structural integrity and inhibit superfluous formation of SEI. The fast ion conducting Li3N generated in situ from lithiation of active SiNx facilitates Li ion transport. Consequently, the [email protected] anode has appealing electrochemical properties such as a high capacity of 2180 mAh g−1 at 0.5 A g−1 with 84% capacity retention after 200 cycles and excellent rate capacity with discharge capacity of 721 mAh g−1 after 500 cycles at 5.0 A g−1. This work provides insights into the rational design of active/inactive nanocoating on Si-based anode materials for fast-charging and highly stable 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
1秒前
奋斗完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
张子豪发布了新的文献求助10
2秒前
共享精神应助炫迈口香糖采纳,获得10
4秒前
张奶昔发布了新的文献求助10
5秒前
落寞臻完成签到,获得积分10
5秒前
迷人冬灵完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
HEROER发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
称心的半邪完成签到,获得积分10
9秒前
余晓雨完成签到,获得积分20
9秒前
lizishu应助11111111111采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
Yang发布了新的文献求助10
11秒前
东方不败发布了新的文献求助10
12秒前
土土发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
CuZn完成签到,获得积分10
14秒前
Doctorfeifei完成签到,获得积分10
15秒前
lee发布了新的文献求助10
16秒前
爆米花应助高兴致远采纳,获得10
16秒前
NexusExplorer应助HEROER采纳,获得10
16秒前
17秒前
听话的鸟完成签到,获得积分10
19秒前
22秒前
大模型应助逐梦科研圈采纳,获得10
22秒前
俏皮的如冬完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
打打应助77le采纳,获得10
25秒前
27秒前
科研通AI6.3应助Yang采纳,获得10
27秒前
惊蛰发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
天天快乐应助lxrong采纳,获得10
29秒前
田様应助追风e族采纳,获得10
31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 7316832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8932707
关于积分的说明 18936404
捐赠科研通 6976712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214102
关于科研通互助平台的介绍 2382037
邀请新用户注册赠送积分活动 2192857