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 工程类 内分泌学 物理化学
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:19
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
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
刚刚
情怀应助qianqina采纳,获得30
1秒前
1秒前
共享精神应助蓝桉凯采纳,获得10
1秒前
MI完成签到,获得积分10
2秒前
55完成签到,获得积分10
2秒前
博博要毕业完成签到 ,获得积分10
3秒前
小兵发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
yfy发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
长歌完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
上官若男应助昭昭采纳,获得10
6秒前
清秀送终完成签到,获得积分10
6秒前
琪琪发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
NexusExplorer应助litow采纳,获得10
8秒前
8秒前
55发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
ASRI12349完成签到,获得积分20
10秒前
孤虹哲凝发布了新的文献求助10
10秒前
希望天下0贩的0应助lllll采纳,获得10
10秒前
11关闭了11文献求助
10秒前
11秒前
好吧只是个名字完成签到 ,获得积分10
12秒前
abcd发布了新的文献求助10
12秒前
May完成签到,获得积分10
12秒前
呆呆发布了新的文献求助10
12秒前
qianqina发布了新的文献求助30
13秒前
orixero应助小葵采纳,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
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
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 7329448
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943930
关于积分的说明 18971647
捐赠科研通 6984872
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216476
关于科研通互助平台的介绍 2383207
邀请新用户注册赠送积分活动 2196099