Mitigation of rapid capacity decay in silicon- LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 full batteries

阳极 材料科学 石墨 电解质 锂(药物) 化学工程 电极 纳米技术 光电子学 复合材料 化学 医学 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Wei Zhang,Seoung‐Bum Son,Harvey Guthrey,Chunmei Ban
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:49: 111-121 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.03.025
摘要

Silicon (Si)-based materials have been considered as the most promising anode materials for high-energy-density lithium-ion batteries because of their higher storage capacity and similar operating voltage, as compared to the commercial graphite (Gr) anode. But the use of Si anodes including silicon-graphite (Si-Gr) blended anodes often leads to rapid capacity decay in Si-Gr/LiNixMnyCozO2 (x+y+z=1) full cells, which has been attributed to surface instability of the Si component. In addition to stabilizing the surface, this work investigates the potential of the Si-Gr blended anodes in a full-cell configuration and its impact on the capacity contribution from active components. Using dQ/dV plots of the full cells, a powerful but simple-to-implement differential potential approach is developed to decouple the capacity contribution and degradation from the graphite and silicon components. Data collected from three-electrode cells confirm the results from the differential potential approach, which suggests a voltage slippage to a higher voltage at the blended anode side. The voltage slippage causes a reduced utilization of the Gr component and exacerbates side reactions between the Si-Gr anode and carbonate electrolytes. Furthermore, based on these failure mechanisms, we adopted a mitigation strategy to tune the open circuit voltage of the prelithiated anode while stabilizing the surface. As a result, the full cells with the modified Si-Gr anodes (mass loading, 2.5 mAh/cm2) offer a highly reversible full-cell energy density of 390 Wh/kg (based on the mass of both anode and cathode materials in a full cell) with a cycling CE of 99.9% over 200 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
cooper完成签到 ,获得积分10
1秒前
Ou发布了新的文献求助10
1秒前
sxx完成签到,获得积分10
1秒前
上官若男应助tanglu采纳,获得10
1秒前
麋鹿完成签到 ,获得积分10
1秒前
公西翠萱完成签到 ,获得积分10
1秒前
qixiaoqi发布了新的文献求助10
2秒前
博慧完成签到 ,获得积分10
3秒前
小刘医生完成签到,获得积分10
5秒前
安安完成签到,获得积分10
5秒前
啊啊啊啊完成签到,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助飞飞鱼采纳,获得10
7秒前
科目三应助zzz采纳,获得10
7秒前
小小西瓜萝卜青菜完成签到,获得积分10
7秒前
思源应助虚幻采枫采纳,获得10
8秒前
8秒前
不安的可乐完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
nano完成签到 ,获得积分10
9秒前
da完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助啊啊啊啊采纳,获得10
10秒前
cyndi发布了新的文献求助20
10秒前
11秒前
852应助小小西瓜萝卜青菜采纳,获得10
13秒前
sci完成签到,获得积分10
14秒前
醉熏的鑫发布了新的文献求助10
15秒前
Nizarn发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
乐呵呵完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
忧心的惜天完成签到 ,获得积分10
16秒前
77完成签到,获得积分10
17秒前
yz发布了新的文献求助10
17秒前
周周南完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
zz完成签到,获得积分10
20秒前
自由老头应助cyndi采纳,获得20
21秒前
努力做实验完成签到 ,获得积分10
22秒前
wf发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds第二卷 1200
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 4038657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576306
关于积分的说明 11375198
捐赠科研通 3306108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819379
邀请新用户注册赠送积分活动 892698
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815066