已入深夜,您辛苦了!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,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Comprehensive Study of Lithium Diffusion in Si/C-Layer and Si/C3N4 Composites in a Faceted Crystalline Silicon Anode for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries

阳极 材料科学 锂(药物) 碳纤维 复合数 热扩散率 扩散 复合材料 离子 化学工程 纳米技术 分析化学(期刊) 光电子学 电极 热力学 化学 物理化学 医学 物理 有机化学 工程类 内分泌学 色谱法
作者
Ali Zand,Amin Niksirat,Zeinab Sanaee,Mahdi Pourfath
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:8 (47): 44698-44707 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsomega.3c05523
摘要

By using silicon (Si) as an anode of lithium-ion batteries, the capacity can be significantly increased, but relatively large volume expansion limits the application as an efficient anode material. Huge volume expansion of the silicon anode during lithiation, however, leads to cracking and losing its connection with the current collector. This shortcoming can be improved by the deposition of a nanometric carbon- or nitrogen-doped carbon coating on the silicon surface, resulting in Si/C-layer and Si/C3N4 interfaces. In this work, Li+ diffusion in Si/C-layer and Si/C3N4 composite materials along three Si surfaces and various ion pathways were carefully analyzed by using density functional theory and ab initio molecular dynamic (AIMD) simulations. Both Si/C and Si/C3N4 interfaces and three Si surfaces of (100), (110), and (111) were investigated. The formation of nitrogen holes and monatomic carbon binders in the composite increases ion diffusivity and limits volume expansion. Furthermore, the Bader analysis shows that the type and orientation of the surfaces have important effects on ion distribution. The results indicated that the C3N4 composite increases Li+ diffusion in Si (100) from 7.82 × 10-5 to 3.17 × 10-4 cm2/s. The presented results provide a guide for the appropriate design of stable and safe high-energy-density batteries.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
假装有昵称完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
充电宝应助Kazeal采纳,获得10
1秒前
甜甜发布了新的文献求助100
2秒前
竹焚完成签到 ,获得积分10
3秒前
0331完成签到 ,获得积分10
4秒前
闪闪南松完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
zy发布了新的文献求助30
6秒前
小二郎应助暴躁鸡叉骨采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
cookieee完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
李勤_秦礼发布了新的文献求助10
10秒前
ccm应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
13秒前
成功人士发布了新的文献求助10
15秒前
Elena完成签到,获得积分20
16秒前
linshi关注了科研通微信公众号
17秒前
17秒前
19秒前
领导范儿应助Elena采纳,获得10
21秒前
LR完成签到,获得积分10
21秒前
jieni完成签到,获得积分10
22秒前
犹豫冰棍发布了新的文献求助10
23秒前
mingyu发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI6应助个性的代荷采纳,获得10
23秒前
科研通AI2S应助尊敬的芷卉采纳,获得10
23秒前
linshi关注了科研通微信公众号
23秒前
一只AI艾完成签到,获得积分10
24秒前
QQxing完成签到,获得积分20
24秒前
顺心凡之完成签到,获得积分10
24秒前
荀之玉完成签到,获得积分10
25秒前
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
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
Teacher Wellbeing: A Real Conversation for Teachers and Leaders 500
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The YWCA in China The Making of a Chinese Christian Women’s Institution, 1899–1957 400
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5401093
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4520125
关于积分的说明 14078325
捐赠科研通 4432996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2433973
邀请新用户注册赠送积分活动 1426138
关于科研通互助平台的介绍 1404738