Spatial‐Dependent Coupling of Electrochemistry, Mass Transport, and Stress in Silicon‐Graphite Composite Electrodes for Lithium‐Ion Batteries

材料科学 电化学 锂(药物) 石墨 电极 复合数 离子 联轴节(管道) 压力(语言学) 纳米技术 无机化学 复合材料 光电子学 物理化学 有机化学 内分泌学 哲学 医学 化学 语言学
作者
Xueyan Li,Yongtang Chen,Yuyang Lu,Kang Fu,Weidong He,Kai Sun,Junjie Ding,Yong Ni,Peng Tan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (3) 被引量:19
标识
DOI:10.1002/adfm.202413560
摘要

Abstract The commercialization of high‐capacity silicon materials in lithium‐ion batteries is hindered by significant volume changes. Composite anodes made from silicon and graphite, which increase battery capacity and maintain electrode structural stability, are receiving considerable attention. However, the spatial configuration of the active particles in the electrode is few investigated due to the complexity of experiments at the microscopic scale. Herein, this work focuses on electrochemical, mass transport, and stress coupling mechanisms by considering different spatial configurations of silicon and graphite. In situ electrochemical and stress measurements are first conducted to demonstrate the impact of the active material arrangement. Then, a 2D electrochemical‐mechanical model is developed considering the heterogeneity of electrochemical processes at the particle‐electrolyte interface. The results show that placing silicon in the upper active layer significantly reduces the ion transport resistance, while the graphite layer near the current collector provides a good conductive network for electron transport in the silicon layer, enhancing the performance of the composite electrode structure. By combining electrochemical and mechanical field models with experimental verification, this study deepens the understanding of composite electrode structure design, offering practical guidance for optimizing the spatial configuration of electrode materials to significantly improve battery performance.
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
小二郎应助Z.采纳,获得10
刚刚
1秒前
OOO发布了新的文献求助10
1秒前
伍六柒完成签到,获得积分10
2秒前
糖炒小白云完成签到,获得积分10
2秒前
十一完成签到 ,获得积分10
2秒前
ding应助迷路如曼采纳,获得10
4秒前
fangmuyi完成签到,获得积分10
5秒前
ioio完成签到 ,获得积分10
5秒前
内向乾完成签到,获得积分10
5秒前
fairy发布了新的文献求助10
5秒前
万万想到了完成签到,获得积分10
6秒前
HCLonely完成签到,获得积分0
6秒前
张三完成签到,获得积分10
7秒前
YIQISUDA完成签到,获得积分10
7秒前
苏兜兜完成签到,获得积分10
8秒前
蓝莓完成签到 ,获得积分10
8秒前
liucc完成签到,获得积分10
8秒前
zhaoxiaonuan完成签到,获得积分10
8秒前
温暖的云完成签到,获得积分20
8秒前
木木很累完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
专注的树完成签到,获得积分10
9秒前
笑笑笑笑笑完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科目三应助123456采纳,获得10
11秒前
霸气皓轩完成签到 ,获得积分10
11秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
金振龙完成签到,获得积分10
12秒前
单纯黑米完成签到,获得积分10
12秒前
小骆完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
OOO完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
迷路日完成签到,获得积分10
14秒前
iceeer完成签到,获得积分10
14秒前
大力哈密瓜完成签到,获得积分10
15秒前
oo完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
沉静的浩然完成签到,获得积分10
15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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6262932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8084961
关于积分的说明 16892467
捐赠科研通 5333420
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839018
邀请新用户注册赠送积分活动 1816482
关于科研通互助平台的介绍 1670213