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
小萝卜123发布了新的文献求助10
1秒前
会飞的小甘蔗完成签到 ,获得积分10
6秒前
研究生完成签到 ,获得积分10
12秒前
浮游应助xh采纳,获得10
13秒前
中原第一深情完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
海洋球完成签到 ,获得积分10
18秒前
呆萌安萱完成签到,获得积分10
19秒前
她的城完成签到,获得积分0
20秒前
21秒前
研友_ZG4ml8完成签到 ,获得积分10
21秒前
zrrr完成签到 ,获得积分10
22秒前
呆萌安萱发布了新的文献求助10
23秒前
我是老大应助小Y采纳,获得10
25秒前
Youth完成签到 ,获得积分20
28秒前
FCL完成签到,获得积分10
31秒前
小蘑菇应助飞丹采纳,获得10
33秒前
33秒前
科研通AI2S应助YOLO采纳,获得10
34秒前
十月天秤完成签到,获得积分10
38秒前
浮游应助小萝卜123采纳,获得10
39秒前
overThat完成签到,获得积分10
42秒前
43秒前
44秒前
Akim应助史念薇采纳,获得10
45秒前
来了来了完成签到 ,获得积分10
47秒前
红毛兔完成签到 ,获得积分10
47秒前
岁月如歌完成签到 ,获得积分0
48秒前
wao完成签到 ,获得积分10
48秒前
49秒前
飞丹发布了新的文献求助10
50秒前
寒冷的月亮完成签到,获得积分10
52秒前
研友_ndvWy8完成签到,获得积分10
54秒前
wxxz完成签到,获得积分10
55秒前
Yina完成签到 ,获得积分10
55秒前
飞丹完成签到,获得积分10
58秒前
58秒前
Jane完成签到,获得积分10
59秒前
雪白书南完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 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 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 5315270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4457945
关于积分的说明 13868470
捐赠科研通 4347468
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2387790
邀请新用户注册赠送积分活动 1381932
关于科研通互助平台的介绍 1351243