Limiting anode utilization: A strategy to increase Si content and useable capacity in Si/C composite anode without compromising cycle life

阳极 材料科学 复合数 粒子(生态学) 限制 粒径 复合材料 电极 多孔性 降级(电信) 化学工程 化学 电气工程 机械工程 工程类 物理化学 海洋学 地质学
作者
Mangal Verma,Rohan Patil,S. Bharathraj,Shashishekar P. Adiga,K.S. Mayya
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier]
卷期号:448: 142105-142105 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2023.142105
摘要

Despite having a high theoretical capacity, silicon-based anodes fall short in providing practical and cycle-stable specific capacity close to the theoretical potential. The main challenge, namely particle pulverization and loss of mechanical integrity due to a large volume expansion, is commonly addressed by nano-structuring and blending with graphite in a Si/C composite anode. However, a maximum Si content of 15% in Si/C composite anodes has been realized, leaving scope for much improvement. Herein we discuss and theoretically benchmark a new strategy to increase Si content and achievable specific capacity by limiting anode utilization to minimize degradation. Through careful consideration to differential rates of lithiation of Si and C, particle fracture, and electrode swelling limit, our physical analysis suggests that this strategy could provide specific capacities of greater than 1100 Ah/Kg while eliminating degradation. These benchmarks are arrived at though a comprehensive analysis of lithiation of Si and C on an individual component level and the associated propensity for Si particle fracture as well as reduction in electrode porosity due to volume expansion and arriving at safe lithiation limits for a given set of electrode parameters under consideration. Since this safe range of operation is dependent on particle size, we show that we can optimize the Si% in Si/C to achieve maximum utilizable specific capacity for a given particle size.
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
小蘑菇应助yyyyyqy采纳,获得10
刚刚
颜凡桃完成签到,获得积分10
2秒前
张童鞋发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
虚心醉蝶完成签到 ,获得积分10
5秒前
华仔应助一方通行采纳,获得10
5秒前
桐桐应助Wang采纳,获得10
6秒前
7秒前
ding应助victor采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
WWXWWX发布了新的文献求助10
9秒前
丘比特应助缓慢海亦采纳,获得10
9秒前
11秒前
11秒前
13秒前
斯文败类应助赫尔采纳,获得10
13秒前
灿cancan发布了新的文献求助10
14秒前
香蕉觅云应助努力毕业、采纳,获得10
16秒前
情怀应助春风十二夜采纳,获得10
17秒前
累狗刘发布了新的文献求助10
17秒前
计算小凡发布了新的文献求助30
18秒前
一方通行发布了新的文献求助10
19秒前
深情安青应助小可爱采纳,获得10
19秒前
Lucas应助安静的虔采纳,获得10
20秒前
稳重的闭月完成签到,获得积分10
20秒前
胡几枚完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
灿cancan完成签到,获得积分10
22秒前
CodeCraft应助hanzhenzhen采纳,获得10
24秒前
26秒前
26秒前
菲菲鱼丸完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
岛屿完成签到,获得积分20
29秒前
komisan完成签到 ,获得积分10
30秒前
王墩墩完成签到 ,获得积分10
31秒前
小可爱发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3155971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807318
关于积分的说明 7872715
捐赠科研通 2465696
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312291
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630049
版权声明 601905