Mechanisms of Si Nanoparticle Formation by Molten Salt Magnesiothermic Reduction of Silica for Lithium‐ion Battery Anodes

材料科学 化学工程 纳米颗粒 锂(药物) 共晶体系 熔盐 微观结构 阳极 锂离子电池 电池(电) 电极 电解质 纳米技术 化学 冶金 工程类 内分泌学 物理化学 物理 功率(物理) 医学 量子力学
作者
Ali Ansari Hamedani,Cleva W. Ow‐Yang,Serap Hayat Soytaş
出处
期刊:ChemElectroChem [Wiley]
卷期号:8 (16): 3181-3191 被引量:9
标识
DOI:10.1002/celc.202100683
摘要

Abstract Molten salt methods enable the synthesis of Si nanostructures by moderating the thermal energy evolved in highly exothermic magnesiothermic reduction reactions (MRR) of silica. Due to their cost‐effectiveness and scalability, these techniques are well suited for producing nanoscale Si for a number of applications, including energy storage. To control the microstructure morphology and particle size, it is necessary to understand the formation mechanism of the Si produced. By evaluating the time‐resolved phase evolution, when NaCl moderates the thermal energy generated by MRR of SiO 2 , we elucidate 3 parallel interfacial reaction mechanisms yielding Si nanoparticles – via Mg vapor, Mg‐rich eutectic liquid, and Mg ions dissolved in molten NaCl. These individual Si nanoparticles offer a striking contrast to the typical by‐product of MRR of SiO 2 with and without NaCl, which yields a 3‐dimensional (3‐D) porous network of sintered Si nanoparticles. Lithium‐ion battery half‐cells with electrodes composed of individual Si nanoparticles showed a greater first‐cycle irreversible discharge capacity and faster capacity loss over the first 5 cycles at a current density of 200 mA g −1 compared to half‐cells with electrodes of a porous 3‐D Si network–indicative due to thicker solid electrolyte interphase (SEI) formation on individual particles. At a higher current rate of 400 mA g −1 , once SEI formation and activation of Si are established, both cells exhibit a similar capacity retention rate over 100 cycles.
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
刚刚
刚刚
刚刚
忒寒碜完成签到,获得积分10
1秒前
乐观期待完成签到,获得积分10
1秒前
2425发布了新的文献求助10
2秒前
酷酷学完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
fafamimireredo完成签到,获得积分10
3秒前
bubu完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
5秒前
呼呼发布了新的文献求助10
6秒前
完美世界应助zjiang采纳,获得10
6秒前
小聂发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Cannel完成签到,获得积分20
7秒前
南瓜头完成签到 ,获得积分10
7秒前
66289发布了新的文献求助10
7秒前
淡淡的豁完成签到,获得积分0
8秒前
鸢尾蓝完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
SYLH应助Thunnus001采纳,获得50
9秒前
乐观的雅彤完成签到,获得积分10
9秒前
奥暖将完成签到,获得积分10
9秒前
朴实的凡阳完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
bkagyin应助自然有手就行采纳,获得10
10秒前
英姑应助haha采纳,获得30
10秒前
mj01完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
冰冰完成签到 ,获得积分10
11秒前
沄霄之上发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
Wayne完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
沐沐1003完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3986641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529109
关于积分的说明 11243520
捐赠科研通 3267633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803801
邀请新用户注册赠送积分活动 881207
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808582