Hydrophobic versus Hydrophilic Interfacial Coatings on Silicon Nanoparticles Teach Us How to Design the Solid Electrolyte Interphase in Silicon-Based Li-Ion Battery Anodes

电解质 涂层 材料科学 阳极 电化学 法拉第效率 纳米颗粒 化学工程 氧化硅 纳米技术 电极 冶金 化学 工程类 物理化学 氮化硅
作者
Maxwell C. Schulze,Gerard M. Carroll,Trevor R. Martin,Kevin Sanchez-Rivera,Fernando Urias,Nathan R. Neale
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (2): 1628-1636 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c02817
摘要

Herein, we evaluate the effect of covalently attached molecular coating hydrophobicity on the surface of the silicon nanoparticle (Si NP) active anode material for Li-ion batteries. The experiments are a means to identify the interfacial properties that help minimize electrochemical side reactions during cycling. Preformed coatings on the Si NP surfaces prior to electrode fabrication mimic the ionically conducting and electronically insulating properties of the solid electrolyte interphase (SEI). Hydrophilic oligomers such as polyethylene oxide (PEO) and other related structures are commonly identified as Li+-conducting components of the SEI. Here, we study the effect of such hydrophilic PEO versus hydrophobic alkyl molecular coatings on Si NP anode electrochemical performance. We also study the effect of the PEO oligomer length and the resulting effective thickness of the interfacial coating on the electrochemical performance. We find that PEO oligomers electrochemically isolate Si NPs when the PEO coating thickness approaches the electron tunneling distance of ∼2.5 nm. Surprisingly, the thickness of the PEO-based coatings has a negligible effect on their ability to minimize electrochemical side reactions as measured by Coulombic efficiency. These results reveal how the interfacial coating on silicon anode materials should differ from an operando-formed SEI layer and discuss design strategies for an ideal interfacial active material coating based on these results.
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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
li发布了新的文献求助10
1秒前
mingga发布了新的文献求助10
2秒前
笑弯了眼发布了新的文献求助10
3秒前
JamesPei应助动人的代珊采纳,获得10
3秒前
7秒前
领导范儿应助可爱中蓝采纳,获得10
10秒前
陈丽君小弟完成签到,获得积分10
10秒前
li完成签到,获得积分10
12秒前
八点必起完成签到,获得积分10
12秒前
默默的雨柏完成签到,获得积分10
14秒前
顺利厉完成签到 ,获得积分20
16秒前
18秒前
琳深见路完成签到 ,获得积分10
19秒前
12366666发布了新的文献求助10
22秒前
体贴的思萱完成签到,获得积分10
24秒前
平常的初翠完成签到,获得积分20
24秒前
wangleli完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
bkagyin应助12366666采纳,获得10
26秒前
可爱中蓝发布了新的文献求助10
28秒前
负责志泽完成签到,获得积分10
30秒前
JamesPei应助体贴的思萱采纳,获得10
31秒前
波斯猫完成签到 ,获得积分10
34秒前
村口的帅老头完成签到 ,获得积分10
39秒前
机灵垣完成签到,获得积分10
42秒前
44秒前
45秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
SCINEXUS应助科研通管家采纳,获得20
47秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
SCINEXUS应助科研通管家采纳,获得20
47秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
48秒前
51秒前
53秒前
酸奶泡泡完成签到 ,获得积分10
54秒前
APS完成签到,获得积分10
54秒前
高分求助中
Work hardening in tension and fatigue : proceedings of a symposium, Cincinnati, Ohio, November 11, 1975 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
The Instrument Operations and Calibration System for TerraSAR-X 800
Lexique et typologie des poteries: pour la normalisation de la description des poteries (Full Book) 400
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 400
Transformerboard III 300
Polyvinyl alcohol fibers 300
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 2350264
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2056471
关于积分的说明 5122605
捐赠科研通 1787162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 892635
版权声明 557045
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 476165