Vapor-solid-solid growth of silicon nanowires using magnesium seeds and their electrochemical performance in Li-ion battery anodes

材料科学 纳米线 催化作用 化学工程 阳极 法拉第效率 电化学 纳米技术 石墨 重量分析 箔法 电极 复合材料 冶金 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Muhammad Rashad,Hugh Geaney
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:452: 139397-139397 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139397
摘要

The energy density of next-generation lithium-ion batteries (LIBs) can be considerably improved by replacing traditional graphite anodes with silicon nanowires (Si NWs). However, the synthesis of Si NWs is restricted due to the requirement for expensive and heavy metal catalysts for growth. Herein, for the first time, we successfully demonstrate the growth of Si NWs using magnesium (Mg) as a catalyst material, within a wet-chemical glassware-based setup. Analysis of the Si NWs revealed the presence of Mg2Si at the tips of the Si NWs, indicating that growth proceeds via a vapor–solid-solid (VSS) mechanism. Si NWs were also grown from Mg foil, Mg powder, and from thermally evaporated layers on stainless steel substrates, demonstrating the versatility of Mg as a catalyst material. Mg as a catalyst facilitated high NW mass loadings (up to 0.8 mg/cm2) on planar stainless steel current collectors, coupled with tight diameter control (average diameter of ∼20 nm). Within LIB half-cell testing, they demonstrated high initial coulombic efficiencies (up to ∼81 %) and high gravimetric (up to 2792 mAh/g) and areal capacities (up to 1.58 mAh/cm2). The approach highlights Mg as a catalyst for the development of higher mass loading and binder-free Si NWs anodes for 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
精明的中蓝完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助大大彬采纳,获得10
1秒前
rachel03发布了新的文献求助10
1秒前
曲蔚然完成签到 ,获得积分10
2秒前
MaHongyang完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小匹夫完成签到,获得积分10
3秒前
粘豆包完成签到,获得积分10
3秒前
鲤鱼妙竹完成签到,获得积分10
3秒前
merrylake完成签到 ,获得积分10
5秒前
华仔应助小陈采纳,获得10
5秒前
5秒前
憨人完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
简单的听寒完成签到,获得积分10
6秒前
丫头完成签到,获得积分10
6秒前
飞天奶酪完成签到 ,获得积分10
7秒前
yoesyte完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
研友_LX66qZ完成签到,获得积分10
7秒前
吧拉芭芭拉完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
8秒前
CodeCraft应助Run采纳,获得10
9秒前
Ashley完成签到,获得积分10
9秒前
Cindy发布了新的文献求助10
9秒前
奋斗的橘子完成签到,获得积分10
9秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
9秒前
tangyuan发布了新的文献求助10
10秒前
伶俐的寒凡完成签到 ,获得积分10
10秒前
zy发布了新的文献求助20
11秒前
在水一方应助morry5007采纳,获得10
11秒前
DXXX发布了新的文献求助10
11秒前
yanghua发布了新的文献求助10
11秒前
CodeCraft应助欣雨采纳,获得10
12秒前
12秒前
天天快乐应助rrr采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助任性的蝴蝶采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 300
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 3785157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3330683
关于积分的说明 10247648
捐赠科研通 3046081
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671842
邀请新用户注册赠送积分活动 800891
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759747