Design and Electrochemical Mechanism of the MgF2 Coating as a Highly Stable and Conductive Interlayer on the Si Anode for High‐Performance Li‐Ion Batteries

材料科学 阳极 电解质 电导率 拉曼光谱 化学工程 电极 法拉第效率 锂(药物) 电化学 傅里叶变换红外光谱 光电子学 光学 医学 化学 物理 物理化学 内分泌学 工程类
作者
Shixiong Mei,Ben Xiang,Siguang Guo,Jiaguo Deng,Jijiang Fu,Xuming Zhang,Yang Zheng,Biao Gao,Kaifu Huo,Paul K. Chu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (5) 被引量:35
标识
DOI:10.1002/adfm.202301217
摘要

Abstract Silicon (Si) with high specific capacity, abundant reserve, and low cost is a promising replacement for graphite in anodes of next‐generation lithium‐ion batteries (LIBs). However, practical implementation is still hampered by the poor rate performance and short lifespan due to the unstable electrode/electrolyte interface and low ion/electron conductivity. Therefore, design of a stable and high‐conductivity interface for Si anodes is desirable albeit challenging. Herein, a mixed ion/electron conducting interlayer (MIECI) consisting of LiF and Li−Mg alloy is formed in situ from an intermediate MgF 2 layer on the surface of the porous Si electrode in the first lithiation step to produce a robust solid electrolyte interface (SEI). The MIECI formation mechanism is investigated by operando Raman scattering, X‐ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy. LiF in the MIECI provides high ion conductivity, while the Li−Mg alloy produces fast electron conductivity and high mechanical strength. As a result, the p‐Si@MgF 2 anode shows excellent cycling stability with 90% capacity retention after 200 cycles and a superior rate capacity of 70% when the current density is increased from 0.5 to 5.0 A g −1 . The novel interfacial modification and engineering strategy has large potential in the design and fabrication of Si anodes for LIBs.
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
ccc完成签到,获得积分10
1秒前
萧秋灵完成签到,获得积分10
2秒前
缓慢冥幽完成签到,获得积分10
2秒前
旺仔同学完成签到,获得积分10
11秒前
吉以寒完成签到,获得积分10
17秒前
科研老兵完成签到,获得积分10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
fys131415完成签到 ,获得积分10
37秒前
执着的忆雪完成签到 ,获得积分10
40秒前
42秒前
闵不悔完成签到,获得积分10
54秒前
阳光火车完成签到 ,获得积分10
55秒前
cc完成签到,获得积分10
58秒前
合适的寄灵完成签到 ,获得积分10
59秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
科研通AI5应助cc采纳,获得10
1分钟前
铜泰妍完成签到 ,获得积分10
1分钟前
贝贝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lrcx完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Wen完成签到 ,获得积分10
1分钟前
盘尼西林完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LOVE0077完成签到,获得积分10
1分钟前
zhao完成签到,获得积分10
1分钟前
BINBIN完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ambrose37完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
fufufu123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开心的大娘完成签到,获得积分10
1分钟前
www完成签到 ,获得积分10
1分钟前
末末完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无为完成签到 ,获得积分10
1分钟前
白嫖论文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
上官若男应助忧伤的步美采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
从心随缘完成签到 ,获得积分10
2分钟前
花花发布了新的文献求助10
2分钟前
牛奶面包完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
岁月如歌完成签到 ,获得积分0
2分钟前
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.Vol2 1100
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 4038039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575756
关于积分的说明 11373782
捐赠科研通 3305574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022