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的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Nanostructuring‐Promoted Non‐Equilibrium Phase Transformation of Bi Anodes Toward Diffusion‐Controlled Reaction for K‐Ion Batteries

材料科学 阳极 扩散 成核 离子 相(物质) 化学工程 热力学平衡 相变 非平衡态热力学 化学物理 离子键合 热力学 物理化学 电极 有机化学 化学 物理 工程类
作者
Jing Zhang,Gilseob Kim,Mihui Park,Jiliang Zhang,Suwon Lee,Yingxue Cui,Kai Zhang,Feng Zou,Yong‐Mook Kang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (48) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/aenm.202202446
摘要

Abstract Nanostructuring is regarded as a significant method for improving the reversibility of alloying anodes for potassium‐ion batteries (PIBs). However, it is still unclear how nanostructuring suppresses the mechanical deterioration upon potassiation/depotassiation. In this study, by in situ X‐ray diffraction, a size‐dependent phase transformation mechanism in a nano‐Bi material (≈15 nm), which avoids the voltage plateau mutation of bulk‐Bi material (≈250 nm) caused by an incomplete and irreversible two‐phase reaction is revealed. The potassiation of nano‐Bi follows a stepwise solid‐solution pathway without any phase transitions under nonequilibrium conditions, circumventing the nucleation of a new phase. The distinctive transition pathway, dominated by the diffusion‐controlled reaction, is accompanied by fast ionic transport kinetics and homogeneous diffusion. As a result, particle fracture is inhibited by isotropic expansion stress, developing a route for stable potassium storage. By contrast, the two‐phase transformation of bulk‐Bi is governed by an interface‐controlled reaction under equilibrium conditions with slow and heterogeneous diffusion, leading to a rapid capacity decay from anisotropic expansion. The comparison between equilibrium thermodynamic‐ and non‐equilibrium kinetic‐phase transformations uncovers the intrinsic mechanism explanatory of the mechanical robustness of the size‐reduced alloying anodes, and also emphasizes that solid‐state diffusion must be improved to attain highly fast kinetics with PIBs.
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
钱念波完成签到 ,获得积分10
19秒前
daisy应助号号采纳,获得10
20秒前
ATK20000完成签到 ,获得积分10
21秒前
传奇完成签到 ,获得积分10
55秒前
客念完成签到 ,获得积分10
1分钟前
restudy68完成签到,获得积分10
1分钟前
huvy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
fogsea完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
2分钟前
知行合一完成签到 ,获得积分10
2分钟前
刘天虎研通完成签到 ,获得积分10
2分钟前
tiger发布了新的文献求助10
2分钟前
Upupup完成签到 ,获得积分10
3分钟前
tiger完成签到,获得积分10
3分钟前
just_cook完成签到,获得积分10
3分钟前
酸奶球完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Noah完成签到 ,获得积分10
4分钟前
斯文败类应助wangyu采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
dent强完成签到 ,获得积分10
4分钟前
馅饼完成签到,获得积分10
4分钟前
呆呆的猕猴桃完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
wangyu发布了新的文献求助10
5分钟前
小马甲应助尾生即是尾声采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
英俊的铭应助wangyu采纳,获得10
6分钟前
小蘑菇应助MIMI采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
高高的巨人完成签到 ,获得积分10
7分钟前
美丽的楼房完成签到 ,获得积分10
7分钟前
SOLOMON应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
8分钟前
lyj完成签到 ,获得积分10
8分钟前
9分钟前
9分钟前
先锋完成签到 ,获得积分10
9分钟前
9分钟前
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 2478407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2141441
关于积分的说明 5458957
捐赠科研通 1864659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926966
版权声明 562912
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496023