Three-Dimensional Hierarchical Ternary Nanostructures for High-Performance Li-Ion Battery Anodes

阳极 材料科学 碳纳米管 纳米技术 三元运算 纳米结构 电池(电) 纳米颗粒 锂(药物) 碳纤维 化学工程 光电子学 电极 复合材料 复合数 化学 程序设计语言 物理化学 功率(物理) 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学 计算机科学
作者
Borui Liu,Paulo Soares,Constantine Checkles,Yu Zhao,Guihua Yu
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (7): 3414-3419 被引量:305
标识
DOI:10.1021/nl401880v
摘要

Silicon is considered one of the most promising anode materials for high-performance Li-ion batteries due to its 4200 mAh/g theoretical specific capacity, relative abundance, low cost, and environmental benignity. However, silicon experiences a dramatic volume change (∼300%) during full charge/discharge cycling, leading to severe capacity decay and poor cycling stability. Here, we report a three-dimensional (3D) ternary silicon nanoparticles/conducting polymer/carbon nanotubes hybrid anode material for Li-ion batteries. The hierarchical conductive hydrogel framework with carbon nanotubes as the electronic fortifier offers a continuous electron transport network and high porosity to accommodate the volume expansion of Si particles. By 3D wrapping of silicon nanoparticles/single-wall carbon nanotubes with conducting polymer nanostructures, a greatly improved cycling performance is achieved with reversible discharge capacity over 1600 mAh/g and 86% capacity retention over 1000 cycles at the current rate of 3.3 A/g. Our findings represent a new direction for fabricating robust, high-performance lithium-ion batteries and related energy storage applications with advanced nanostructured materials.

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
无极微光应助RYYYYYYY233采纳,获得20
1秒前
2秒前
SUN发布了新的文献求助10
2秒前
FZH完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
lucky发布了新的文献求助10
4秒前
顺心白翠完成签到,获得积分10
4秒前
英俊的铭应助竹里酒采纳,获得10
4秒前
温暖的雁发布了新的文献求助10
4秒前
极光完成签到,获得积分10
6秒前
33发布了新的文献求助10
7秒前
lll发布了新的文献求助10
7秒前
MinSheng完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
贪玩雅山发布了新的文献求助10
8秒前
斯文败类应助demonapple12采纳,获得10
8秒前
Baimei应助敏er好学采纳,获得10
9秒前
刻苦元柏发布了新的文献求助10
9秒前
无花果应助smile采纳,获得10
10秒前
10秒前
传奇3应助点凌蝶采纳,获得10
11秒前
12秒前
SUN完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.4应助TUOKAD采纳,获得10
12秒前
Miasanmia完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
健忘道罡发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
大模型应助fann采纳,获得10
15秒前
demonapple12完成签到,获得积分10
15秒前
安静的冰蓝完成签到 ,获得积分10
15秒前
MinSheng发布了新的文献求助10
16秒前
陆家麟发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
Akim应助贪玩雅山采纳,获得10
18秒前
唐亿倩完成签到,获得积分10
18秒前
lcj发布了新的文献求助10
18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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
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 6397542
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8212928
关于积分的说明 17401464
捐赠科研通 5450944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881170
邀请新用户注册赠送积分活动 1857682
关于科研通互助平台的介绍 1699724