Unveiling the Mechanical and Electrochemical Evolution of Nanosilicon Composite Anodes in Sulfide‐Based All‐Solid‐State Batteries

材料科学 阳极 氧烷 复合数 硫化物 化学工程 电解质 电化学 扫描电子显微镜 碳纤维 复合材料 电极 光谱学 冶金 物理化学 化学 量子力学 物理 工程类
作者
Daxian Cao,Tongtai Ji,Avtar Singh,Seong‐Min Bak,Yonghua Du,Xianghui Xiao,Hongyi Xu,Juner Zhu,Hongli Zhu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (14) 被引量:120
标识
DOI:10.1002/aenm.202203969
摘要

Abstract The utilization of silicon anodes in all‐solid‐state lithium batteries provides good prospects for facilitating high energy density. However, the compatibility of sulfide solid‐state electrolytes (SEs) with Si and carbon is often questioned due to potential decomposition. Herein, operando X‐ray absorption near‐edge structure (XANES) spectroscopy, ex situ scanning electron microscopy (SEM), and ex situ X‐ray nanotomography (XnT) are utilized to investigate the chemistry and structure evolution of nano‐Si composite anodes. Results from XANES demonstrate a partial decomposition of SEs during the first lithiation stage, which is intensified by the presence of carbon. Nevertheless, the performances of first three cycles in Si–SE–C are stable, which proves that the generated media is ionically conductive. XnT and SEM results show that the addition of SEs and carbon improves the structural stability of the anode, with fewer pores and voids. A chemo‐elasto‐plastic model reveals that SEs and carbon buffer the volume expansion of Si, thus enhancing mechanical stability. The balance between the pros and cons of SEs and carbon in enhancing reaction kinetics and structural stability enables the Si composite anode to demonstrate the highest Si utilization with higher specific capacities and a better rate than pure Si and Si composite anodes with only SEs.
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
kongmou发布了新的文献求助10
1秒前
参禅不说话完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
GYL完成签到,获得积分20
3秒前
科研通AI2S应助碧蓝傲蕾采纳,获得10
3秒前
哈哈哈哈完成签到,获得积分20
4秒前
赘婿应助yyy采纳,获得10
4秒前
爱喝水的乌鸦完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
开心超人发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
灰太狼完成签到 ,获得积分10
7秒前
田様应助GYL采纳,获得10
7秒前
终极007完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2应助丸子采纳,获得10
7秒前
无花果应助hh采纳,获得150
9秒前
小王发布了新的文献求助10
9秒前
完美世界应助妃子采纳,获得30
9秒前
yjh123应助妃子采纳,获得30
9秒前
SciGPT应助妃子采纳,获得30
9秒前
希望天下0贩的0应助妃子采纳,获得10
9秒前
yjh123应助妃子采纳,获得30
9秒前
LeiTing完成签到 ,获得积分10
9秒前
yjh123应助妃子采纳,获得30
10秒前
yjh123应助妃子采纳,获得30
10秒前
10秒前
干净的琦应助妃子采纳,获得30
10秒前
10秒前
yjh123应助妃子采纳,获得30
10秒前
干净的琦应助妃子采纳,获得30
10秒前
duola完成签到,获得积分10
10秒前
路神烦烦哒完成签到 ,获得积分10
11秒前
atuo发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
wang发布了新的文献求助10
12秒前
冷静冷风完成签到 ,获得积分10
12秒前
寻雯静应助abb先生采纳,获得10
13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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7394648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9000805
关于积分的说明 19157021
捐赠科研通 7030678
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229700
关于科研通互助平台的介绍 2392199
邀请新用户注册赠送积分活动 2211241