Visualization of Si Anode Reactions in Coin-Type Cells via Operando Scanning Electron Microscopy

材料科学 阳极 扫描电子显微镜 可视化 电子显微镜 纳米技术 扫描共焦电子显微镜 显微镜 化学工程 光电子学 光学 电极 物理化学 计算机科学 复合材料 数据挖掘 化学 物理 工程类
作者
Chih-Yao Chen,Amane Sawamura,Tetsuya Tsuda,Satoshi Uchida,Masashi Ishikawa,Susumu Kuwabata
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (41): 35511-35515 被引量:26
标识
DOI:10.1021/acsami.7b12340
摘要

Understanding the electrochemical behavior and controlling the morphological variations of electrodes are critical for the design of high-capacity batteries. In this article, we describe a newly established operando scanning electron microscopy (SEM) to visualize the battery reactions in a modified coin cell, which allowed the simultaneous collection of electrochemical data and time-resolved images. The investigated silicon (Si)–polyimide-binder electrode exhibited a high capacity (∼1500 mAh g–1) and a desirable cyclability. Operando SEM revealed that the morphology of the Si anode drastically changed and cracks formed on the electrode because of the lithiation-induced volume expansion of the Si particles during the first charge process. Interestingly, the thickness variation in the Si composite layer was moderated in subsequent cycles. This strongly suggested that cracking caused by the breakage of the stiff binder alleviated the internal stress experienced by Si. On the basis of this finding by the operando SEM technique, patterned Si electrodes with controlled spacing were successfully fabricated, and their improved performance was confirmed.

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
1秒前
zwww完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
华仔应助YYMM采纳,获得10
4秒前
认真的adai发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
懒洋洋tzy完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
拾壹完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
Inten完成签到 ,获得积分10
7秒前
仰卧起坐发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
世界和平发布了新的文献求助10
8秒前
徐清风发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
11秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小樊同学发布了新的文献求助10
11秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
12秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
我是张铁柱·完成签到,获得积分10
14秒前
一地狗粮发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
ZC完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3814868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358972
关于积分的说明 10398999
捐赠科研通 3076429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689822
邀请新用户注册赠送积分活动 813323
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767599