Overcoming The Low Initial Coulombic Efficiency of Si Anodes Through Prelithiation in All-solid-state Batteries

阳极 法拉第效率 材料科学 阴极 电解质 锂(药物) 氧化钴 化学工程 氧化物 锂钴氧化物 电极 冶金 锂离子电池 电池(电) 化学 物理化学 功率(物理) 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
So‐Yeon Ham,Elias Sebti,Ashley Cronk,Tyler Pennebaker,Grayson Deysher,Yu-Ting Chen,Jin An Sam Oh,Jeong Beom Lee,Myoung‐Chong Song,Phillip Ridley,Darren H. S. Tan,Raphaële J. Clément,Jihyun Jang,Ying Shirley Meng
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2023-t6xm5
摘要

All-solid-state batteries using Si as the anode have shown promising performance without continual solid-electrolyte interface (SEI) growth. However, the low initial Coulombic efficiency (ICE) of Si limits their energy density. In this work, a prelithiation strategy was adopted to improve the ICE and conductivity of Si all-solid-state cells. Lithiated Si anodes were examined in symmetric-, half-, and full-cell configurations to understand the cell-level improvement. A full cell comprising a Li1Si anode achieved over 95% of ICE when paired with a lithium cobalt oxide (LCO) cathode. Additionally, a comparison of cells containing either a lithium nickel manganese cobalt oxide (NCM) or LCO cathode paired with either Si or LixSi at the anode revealed performance improvements with Si prelithiation only in anode-limited cases. Rate and long-term cycling capabilities were evaluated for Si- and Li1Si-containing cells, showing higher discharge capacities at all rates for Li1Si than Si. With Li1Si, 73.8% capacity retention was achieved after 1000 cycles, a 15% improvement when compared to a pure Si anode. With Li1Si, a high areal capacity of up to 10 mAh cm-2 was attained using a dry-processed LCO cathode film, suggesting that the prelithiation method may be suitable for high loading next-generation all-solid-state 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
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
yy完成签到,获得积分10
1秒前
科研醉汉完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
妙奇完成签到,获得积分10
3秒前
陈豆豆完成签到 ,获得积分10
6秒前
柚子完成签到 ,获得积分10
6秒前
xiaobai完成签到,获得积分10
11秒前
神勇朝雪完成签到,获得积分10
12秒前
从容映易完成签到,获得积分10
13秒前
母广明完成签到,获得积分10
15秒前
kingwill完成签到,获得积分0
15秒前
lzqlzqlzqlzqlzq完成签到,获得积分10
16秒前
関电脑完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
杨自强完成签到 ,获得积分10
21秒前
lsy完成签到,获得积分10
21秒前
阿达完成签到 ,获得积分10
22秒前
Rachel完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
等待的航空完成签到 ,获得积分10
25秒前
跳跃楼房完成签到 ,获得积分10
25秒前
狮子卷卷完成签到,获得积分10
25秒前
乘风的法袍完成签到,获得积分10
29秒前
顾勇完成签到,获得积分10
30秒前
charm完成签到,获得积分10
31秒前
努力的兔子1987完成签到 ,获得积分10
31秒前
hy1234完成签到 ,获得积分10
32秒前
隐形静芙完成签到 ,获得积分10
35秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
40秒前
DezhaoWang完成签到,获得积分10
42秒前
kjlee完成签到,获得积分0
45秒前
zhl完成签到,获得积分10
49秒前
青蛙的第二滴口水完成签到,获得积分10
52秒前
鱼雷完成签到,获得积分10
52秒前
53秒前
limin完成签到,获得积分10
56秒前
旋转木马9个完成签到 ,获得积分10
57秒前
小小户完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
韭黄完成签到,获得积分20
1分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 820
電気学会論文誌D(産業応用部門誌), 141 巻, 11 号 510
Typology of Conditional Constructions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3571384
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3141954
关于积分的说明 9445048
捐赠科研通 2843411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1562840
邀请新用户注册赠送积分活动 731366
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 718524