Rational Design of the Robust Janus Shell on Silicon Anodes for High-Performance Lithium-Ion Batteries

材料科学 阳极 杰纳斯 电解质 石墨烯 电极 锂(药物) 电流密度 法拉第效率 纳米技术 复合材料 光电子学 医学 物理 内分泌学 物理化学 化学 量子力学
作者
Yuantao Yan,Zhixin Xu,Congcong Liu,Huanglin Dou,Jingjiang Wei,Xiaoli Zhao,Jingjing Ma,Qiang Dong,Hui Xu,Yu‐Shi He,Zhenqiang Ma,Xiaowei Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (19): 17375-17383 被引量:50
标识
DOI:10.1021/acsami.9b01909
摘要

The high-capacity silicon anode is regarded as a promising electrode material for next-generation lithium-ion batteries. Unfortunately, its practical application is still severely hindered by electrode fracture and unstable solid electrolyte interphase during cycling. Herein, we design a structure of encapsulating silicon in a robust “janus shell”, in which an internal graphene shell with sufficient void space is used to absorb the mechanical stress induced by volume expansion, and the conformal carbon outer shell is introduced to strongly bond the loosely stacked graphene shell and simultaneously seal the nanopores on the surface. With the ultrastable janus carbon shell, the excellent structural integrity of the electrode and stable solid electrolyte interphase layer could be effectively preserved, resulting in an impressive cycling behavior. Indeed, the as-synthesized anodes demonstrate superior cycle stability and excellent rate performance, delivering a high reversible capacity of 1416 mA h g–1 at a current density of 0.2 A g–1 and 852 mA h g–1 at a high current density of 5 A g–1. Remarkably, the superior capacity retention of 88.5% could be achieved even after 400 cycles at a high current density of 2 A g–1. More importantly, this work opens up a novel avenue to address high-capacity anodes with a large volume change.
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
NexusExplorer应助细腻曼冬采纳,获得10
刚刚
Lindsay完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
hehe发布了新的文献求助10
3秒前
不懂QM的薛定谔猫完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
6秒前
梁凯华发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
别找了睡觉吧完成签到 ,获得积分10
9秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
11秒前
猪血糕yu完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
CodeCraft应助xzh采纳,获得10
12秒前
13秒前
wanci应助不懂QM的薛定谔猫采纳,获得10
13秒前
Judy完成签到 ,获得积分0
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
小马甲应助陈晨采纳,获得10
15秒前
细腻曼冬发布了新的文献求助10
16秒前
weiwei发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
虚心的岩完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
Lucas应助zzcres采纳,获得10
19秒前
20秒前
虚心的岩发布了新的文献求助10
20秒前
fugdu发布了新的文献求助10
23秒前
zm发布了新的文献求助10
23秒前
传奇3应助冷酷的丁丁采纳,获得10
23秒前
EVER完成签到 ,获得积分10
25秒前
包破茧完成签到,获得积分10
25秒前
pcr163应助huiyou2采纳,获得50
27秒前
duzhi完成签到 ,获得积分10
28秒前
fugdu完成签到,获得积分10
29秒前
小马甲应助李李李采纳,获得10
29秒前
俭朴涫发布了新的文献求助10
29秒前
hehe发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind (Sixth Edition) 1000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3958051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3504213
关于积分的说明 11117431
捐赠科研通 3235582
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1788318
邀请新用户注册赠送积分活动 871204
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 802511