清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Using Mixed Salt Electrolytes to Stabilize Silicon Anodes for Lithium-Ion Batteries via in Situ Formation of Li–M–Si Ternaries (M = Mg, Zn, Al, Ca)

电解质 阳极 材料科学 锂(药物) 无机化学 化学工程 电化学 法拉第效率 电极 化学 物理化学 冶金 医学 工程类 内分泌学
作者
Binghong Han,Chen Liao,Fulya Doğan,Stephen E. Trask,Saul H. Lapidus,John T. Vaughey,Baris Key
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (33): 29780-29790 被引量:69
标识
DOI:10.1021/acsami.9b07270
摘要

Replacing traditional graphite anode by Si anode can greatly improve the energy density of lithium-ion batteries. However, the large volume expansion and the formation of highly reactive lithium silicides during charging cause the continuous lithium and electrolyte consumption as well as the fast decay of Si anodes. In this work, by adding 0.1 M M(TFSI)x (M = Mg, Zn, Al and Ca) as a second salt into the electrolyte, we stabilize the anode chemistry through the in situ formation of Li–M–Si ternary phases during the charging process. First, lithium silicides and magnesium lithium silicides were synthesized as model compounds to investigate the influence of metal doping on the reactivity of lithiated Si. Using solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, we show that Mg doping can dramatically suppress the chemical reactions between the lithium silicide compounds and common electrolyte solvents. New mixed salt electrolytes were prepared containing M(TFSI)x as a second salt to LiPF6 and tested in commercially relevant electrodes, which show higher capacity, superior cyclability, and higher Coulombic efficiencies in both half-cell and full-cell configurations (except for Zn) when compared with standard electrolytes. Post-electrochemistry characterizations demonstrate that adding M salts leads to the co-insertion of M cations along with Li into Si during the lithiation process, stabilizing silicon anions by forming more stable Li–M–Si ternaries, which fundamentally changes the traditional Li–Si binary chemistry while minimally affecting silicon electrochemical profiles and theoretical capacities. This study opens a new and simple way to stabilize silicon anodes to enable widespread application of Si anodes for lithium-ion batteries.

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
13934532358完成签到 ,获得积分10
24秒前
xiaowangwang完成签到 ,获得积分10
26秒前
46秒前
CC发布了新的文献求助10
49秒前
AiQi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wangsai0532完成签到,获得积分10
1分钟前
GMEd1son完成签到,获得积分10
1分钟前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科目三应助白华苍松采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
哭泣灯泡完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI6.2应助DouBo采纳,获得10
2分钟前
GingerF完成签到,获得积分0
2分钟前
小花排草发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
大模型应助白华苍松采纳,获得10
3分钟前
大园完成签到 ,获得积分10
3分钟前
祝我们好在冬天完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
4分钟前
建建发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
科研通AI6.3应助Fairy采纳,获得10
4分钟前
西瓜妹完成签到 ,获得积分10
4分钟前
湖以完成签到 ,获得积分10
4分钟前
DouBo发布了新的文献求助10
4分钟前
宇文雨文完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
建建发布了新的文献求助10
4分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
5分钟前
科研强完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
负责的寒梅应助白华苍松采纳,获得10
5分钟前
Jasperlee完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
5分钟前
5分钟前
瞬间发布了新的文献求助10
5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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6034492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7741994
关于积分的说明 16205942
捐赠科研通 5180862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2772737
邀请新用户注册赠送积分活动 1755912
关于科研通互助平台的介绍 1640741