清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Operando Raman Spectroscopy and Synchrotron X-ray Diffraction of Lithiation/Delithiation in Silicon Nanoparticle Anodes

拉曼光谱 材料科学 同步辐射 衍射 阳极 同步加速器 纳米颗粒 光谱学 X射线晶体学 分析化学(期刊) 化学工程 纳米技术 电极 光电子学 光学 化学 物理化学 有机化学 量子力学 物理 工程类
作者
Samuel Tardif,Ekaterina Pavlenko,Lucille Quazuguel,Maxime Boniface,Manuel Maréchal,Jean‐Sébastien Micha,Laurent Gonon,Vincent H. Mareau,Gérard Gebel,Pascale Bayle‐Guillemaud,F. Rieutord,Sandrine Lyonnard
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (11): 11306-11316 被引量:91
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b05796
摘要

Operando Raman spectroscopy and synchrotron X-ray diffraction were combined to probe the evolution of strain in Li-ion battery anodes made of crystalline silicon nanoparticles. The internal structure of the nanoparticles during two discharge/charge cycles was evaluated by analyzing the intensity and position of Si diffraction peaks and Raman TO-LO phonons. Lithiation/delithiation of the silicon under limited capacity conditions triggers the formation of "crystalline core-amorphous shell" particles, which we evidenced as a stepwise decrease in core size, as well as sequences of compressive/tensile strain due to the stress applied by the shell. In particular, we showed that different sequences occur in the first and the second cycle, due to different lithiation processes. We further evidenced critical experimental conditions for accurate operando Raman spectroscopy measurements due to the different heat conductivity of lithiated and delithiated Si. Values of the stress extracted from both operando XRD and Raman are in excellent agreement. Long-term ex situ measurements confirmed the continuous increase of the internal compressive strain, unfavorable to the Si lithiation and contributing to the capacity fading. Finally, a simple mechanical model was used to estimate the sub-nanometer thickness of the interfacial shell applying the stress on the crystalline core. Our complete operando diagnosis of the strain and stress in SiNPs provides both a detailed scenario of the mechanical consequences of lithiation/delithiation in SiNP and also experimental values that are much needed for the benchmarking of theoretical models and for the further rational design of SiNP-based electrodes.
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
燕儿完成签到 ,获得积分10
14秒前
直率的笑翠完成签到 ,获得积分10
17秒前
研友_VZG7GZ应助yb采纳,获得10
22秒前
欢喜的诗珊完成签到,获得积分10
23秒前
老石完成签到 ,获得积分10
24秒前
俭朴映寒完成签到,获得积分10
25秒前
聪慧哈密瓜完成签到 ,获得积分10
43秒前
希望天下0贩的0应助苏桓采纳,获得10
51秒前
fans完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JUN完成签到,获得积分10
1分钟前
瞿人雄完成签到,获得积分10
1分钟前
跳跃雨柏完成签到,获得积分10
1分钟前
没心没肺完成签到,获得积分10
1分钟前
呆萌如容完成签到,获得积分10
1分钟前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Ali应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
慕容天磊完成签到,获得积分10
1分钟前
剁辣椒蒸鱼头完成签到 ,获得积分10
1分钟前
激情的衣完成签到,获得积分10
1分钟前
小番茄完成签到,获得积分10
2分钟前
Murphy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
个性花瓣完成签到,获得积分10
2分钟前
舒服的荧完成签到,获得积分10
2分钟前
柔弱藏花完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
酷炫安雁完成签到,获得积分10
3分钟前
大大大忽悠完成签到 ,获得积分10
3分钟前
yb发布了新的文献求助10
3分钟前
标致的大船完成签到,获得积分10
3分钟前
陶醉的傲霜完成签到,获得积分10
4分钟前
学术文献互助应助Zyd采纳,获得300
4分钟前
彩色樱桃完成签到,获得积分10
4分钟前
超级冷梅完成签到,获得积分10
4分钟前
风息完成签到,获得积分10
4分钟前
5分钟前
丘比特应助bei采纳,获得10
5分钟前
外向的小海豚完成签到,获得积分10
5分钟前
迷你的金鱼完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
bei发布了新的文献求助10
5分钟前
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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
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 7765823
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9309879
关于积分的说明 20312881
捐赠科研通 7350561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314988
关于科研通互助平台的介绍 2464416
邀请新用户注册赠送积分活动 2329476