Sustainable Encapsulation Strategy of Silicon Nanoparticles in Microcarbon Sphere for High-Performance Lithium-Ion Battery Anode

材料科学 阳极 复合数 纳米颗粒 化学工程 锂离子电池 电池(电) 纳米技术 电解质 复合材料 电极 冶金 化学 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 量子力学
作者
Hyeon‐Ji Shin,Jang‐Yeon Hwang,Hyun J. Kwon,Won‐Jin Kwak,Sang‐Ok Kim,Hyung‐Seok Kim,Hun‐Gi Jung
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:8 (37): 14150-14158 被引量:53
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.0c04828
摘要

Owing to the high theoretical capacity, low operating potentials, and natural abundance, silicon (Si) is considered as one of the most promising anode materials for lithium-ion batteries. However, a large volume change during alloying–dealloying often results in pulverization, electrical contact loss, and unstable solid-electrolyte interphase (SEI) formation, leading to rapid capacity fading. We present a rational encapsulation strategy of a silicon–carbon (Si–C) composite as a high-performance anode material for lithium-ion batteries (LIBs). The Si–C composite material is prepared via a one-pot hydrothermal method by using silicon nanoparticles modified using an etching route and sucrose as a carbon precursor. The proposed Si–C composite material has a meso-macroporous structure and contains a large weight fraction of silicon nanoparticles (40 wt %) encapsulated in a micrometric carbon sphere (∼3 μm). In the composite material, the carbon framework tightly encapsulates the silicon nanoparticles to the interior of the particle, which not only provides electrical conductivity but also decreases the stress/strain of the material during the alloying–dealloying process. The material demonstrates high initial capacity of 1300 mAh g–1, excellent capacity retention of 90% after 200 cycles, and fast charging–discharging capability within 12 min. We believe that the proposed encapsulation strategy here will be helpful in developing a high-energy and low-cost Si–C composite anode.
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
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
sparrow关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
稳重初翠发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
十个qin天发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
科研通AI5应助栗子采纳,获得10
5秒前
COSMAO应助小邹同学采纳,获得10
6秒前
鸢尾蓝发布了新的文献求助10
6秒前
唐新新发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
李健的小迷弟应助华宇蓝采纳,获得10
6秒前
lllll发布了新的文献求助10
6秒前
乐乐应助如意的尔冬采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
坦率铅笔发布了新的文献求助10
7秒前
xxxinging完成签到,获得积分10
7秒前
yy发布了新的文献求助10
8秒前
果味叶发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI5应助呼噜采纳,获得20
8秒前
8秒前
寒冰寒冰完成签到,获得积分10
8秒前
NexusExplorer应助宋相甫采纳,获得10
9秒前
yyy完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
Hello应助深情的秋白采纳,获得10
9秒前
思源应助922采纳,获得10
10秒前
调皮镜子完成签到,获得积分10
10秒前
领导范儿应助斐然采纳,获得50
10秒前
10秒前
10秒前
112我的发布了新的文献求助10
11秒前
11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
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5004977
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4248789
关于积分的说明 13238374
捐赠科研通 4048287
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2214827
邀请新用户注册赠送积分活动 1224695
关于科研通互助平台的介绍 1145141