Impact of Supraparticle Sizes and Morphology on Interparticle Spacing, Slurry Rheology, Coating Density, and Electrochemical Performance in Si/C Anodes for Li-Ion Batteries

泥浆 电化学 材料科学 阳极 流变学 离子 化学工程 涂层 形态学(生物学) 复合材料 化学 电极 物理化学 有机化学 生物 工程类 遗传学
作者
Adil Amin,Moritz Loewenich,Lars Grebener,Mohaned Hammad,Simon Heckenbach,Mena‐Alexander Kräenbring,Ahammad Suhail Odungat,Atharva Harshawardhan Ladole,Thai Binh Nguyen,Daniel Schwabenland,Hani Salim,Hartmut Wiggers,Doris Segets,Fatih Özcan
标识
DOI:10.31224/4290
摘要

This study investigates the influence of supraparticle sizes on the performance of Silicon/Carbon (Si/C) composite anodes for lithium-ion batteries. Supraparticles, hierarchically structured agglomerates produced via spray drying, enhance the processability of Si/C nanoparticles by improving handling, packing efficiency, and minimizing solid electrolyte interphase formation. We systematically explore how supraparticle size distributions and associated morphologies affect interparticle spacing, slurry rheology, coating density, and electrochemical performance. Medium-sized supraparticles (5.0–6.0 μm) with spherical shapes exhibit optimal properties, achieving the highest coating density (0.90 g cm⁻³) and providing precise control over layer thickness and porosity, resulting in uniform coatings. These supraparticles also deliver superior electrochemical performance, with a first-formation Coulombic efficiency of 87.5% and stable cycling, retaining 86.2% of capacity (relative to the third cycle) after 100 cycles. In comparison, smaller supraparticles (irregular shapes) exhibit increased interparticle spacing, resulting in less dense layers and higher SEI formation. These findings highlight the critical role of controlling supraparticle size and morphology to optimize electrode processing and performance, enabling scalable, high-performance energy storage solutions.

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
脑洞疼应助白灼西兰花采纳,获得10
1秒前
xx完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
淡定的青烟完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
十月完成签到,获得积分10
3秒前
马丁完成签到 ,获得积分10
4秒前
啥也不会发布了新的文献求助10
4秒前
喻诗云发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
Hello应助DH采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助hhh1采纳,获得10
6秒前
Huang1xin发布了新的文献求助10
6秒前
忧郁忆枫完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
星辰大海应助淡定的青烟采纳,获得10
9秒前
大意的枫发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
柏小霜发布了新的文献求助10
13秒前
英姑应助hhh采纳,获得10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
桐桐应助Firework采纳,获得10
15秒前
Rsoup完成签到,获得积分10
15秒前
山水之乐发布了新的文献求助10
15秒前
三心草发布了新的文献求助10
16秒前
戴苏发布了新的文献求助10
16秒前
h好运来呀发布了新的文献求助10
16秒前
虚拟的成仁完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
HYQ完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6应助HUYAOWEI采纳,获得10
18秒前
20秒前
20秒前
20秒前
22秒前
北斋完成签到,获得积分10
22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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5655668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4799897
关于积分的说明 15073450
捐赠科研通 4814035
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2575522
邀请新用户注册赠送积分活动 1530862
关于科研通互助平台的介绍 1489554