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:22
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
1秒前
1秒前
不倦发布了新的文献求助10
3秒前
明理明杰发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
清脆的冰枫完成签到 ,获得积分10
10秒前
熊本熊完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
VanillaTwilight完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
明理明杰完成签到,获得积分10
14秒前
Semy应助忐忑的以旋采纳,获得10
14秒前
superhanlei发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
我是我完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
NANYU发布了新的文献求助10
17秒前
Sunday发布了新的文献求助10
20秒前
太渊完成签到 ,获得积分10
22秒前
24秒前
我要去看星星完成签到 ,获得积分10
25秒前
niu完成签到 ,获得积分10
25秒前
自然的汉堡完成签到 ,获得积分20
25秒前
黄金弗利萨完成签到 ,获得积分10
30秒前
Jasper应助皮肤科王东明采纳,获得10
31秒前
虚幻的小海豚完成签到,获得积分10
32秒前
ZJX完成签到,获得积分10
34秒前
SunnyYim完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
科研通AI6.3应助NANYU采纳,获得10
37秒前
amengptsd完成签到,获得积分10
39秒前
39秒前
yxl发布了新的文献求助10
40秒前
Owen应助好好好采纳,获得10
40秒前
Shine完成签到,获得积分10
41秒前
Agamemnon发布了新的文献求助10
42秒前
迅速沛珊发布了新的文献求助10
43秒前
John完成签到,获得积分10
44秒前
45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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Research Handbook on the Law of the Paris Agreement 1000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 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 6352549
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8167388
关于积分的说明 17189329
捐赠科研通 5408720
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863389
邀请新用户注册赠送积分活动 1840811
关于科研通互助平台的介绍 1689766