Engineering a Low-Strain Si@TiSi2@NC Composite for High-Performance Lithium-Ion Batteries

材料科学 离子 复合数 锂(药物) 复合材料 拉伤 工程物理 光电子学 量子力学 医学 物理 内科学 工程类 内分泌学
作者
Wen Zhang,Wanming Li,Siwei Gui,Xinxin Wang,Zihan Zhang,Qin Chen,Junhong Wei,Shuibin Tu,Xiangrui Duan,Xiancheng Wang,Kai Cheng,Renming Zhan,Yuchen Tan,Feifei Fan,Yun Zhang,Huiqiao Li,Yongming Sun,Huamin Zhou,Hui Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (20): 26234-26244 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsami.4c03759
摘要

The huge volume expansion/contraction of silicon (Si) during the lithium (Li) insertion/extraction process, which can lead to cracking and pulverization, poses a substantial impediment to its practical implementation in lithium-ion batteries (LIBs). The development of low-strain Si-based composite materials is imperative to address the challenges associated with Si anodes. In this study, we have engineered a TiSi2 interface on the surface of Si particles via a high-temperature calcination process, followed by the introduction of an outermost carbon (C) shell, leading to the construction of a low-strain and highly stable Si@TiSi2@NC composite. The robust TiSi2 interface not only enhances electrical and ionic transport but also, more critically, significantly mitigates particle cracking by restraining the stress/strain induced by volumetric variations, thus alleviating pulverization during the lithiation/delithiation process. As a result, the as-fabricated Si@TiSi2@NC electrode exhibits a high initial reversible capacity (2172.7 mAh g-1 at 0.2 A g-1), superior rate performance (1198.4 mAh g-1 at 2.0 A g-1), and excellent long-term cycling stability (847.0 mAh g-1 after 1000 cycles at 2.0 A g-1). Upon pairing with LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622), the assembled Si@TiSi2@NC||NCM622 pouch-type full cell exhibits exceptional cycling stability, retaining 90.1% of its capacity after 160 cycles at 0.5 C.
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
NaNa完成签到,获得积分10
刚刚
张先生发布了新的文献求助10
1秒前
干净的小虾米完成签到,获得积分20
1秒前
Whim应助小蔡采纳,获得60
2秒前
2秒前
儒雅的斑马完成签到,获得积分10
3秒前
冷静丸子完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
洋洋洋完成签到,获得积分10
3秒前
搞怪的滑板完成签到,获得积分10
4秒前
liang完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
4秒前
姗姗发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小吴完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
谨慎的映阳完成签到 ,获得积分10
6秒前
十一完成签到,获得积分10
6秒前
番茄炒蛋发布了新的文献求助10
7秒前
guozizi完成签到,获得积分10
7秒前
希望天下0贩的0应助苒苒采纳,获得10
7秒前
Robotbear完成签到,获得积分10
7秒前
1210xi完成签到,获得积分10
8秒前
AAAA发布了新的文献求助10
8秒前
kaiX发布了新的文献求助10
8秒前
Orange应助liang采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
GGI30nd发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
凯旋预言完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
烟花应助八九采纳,获得10
11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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
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 5765703
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5562319
关于积分的说明 15409877
捐赠科研通 4900283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636320
邀请新用户注册赠送积分活动 1584570
关于科研通互助平台的介绍 1539818