In situ formation of ionically conductive nanointerphase on Si particles for stable battery anode

阳极 电池(电) 材料科学 电解质 石墨 纳米复合材料 电化学 电极 纳米技术 化学工程 复合材料 光电子学 化学 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 量子力学
作者
Xiaoxue Chen,Gaofeng Ge,Wenyu Wang,Bao Zhang,Jianjun Jiang,Xuelin Yang,Yuzhang Li,Li Wang,Xiangming He,Yongming Sun
出处
期刊:Science China-chemistry [Springer Nature]
卷期号:64 (8): 1417-1425 被引量:42
标识
DOI:10.1007/s11426-021-1023-4
摘要

Silicon (Si) is a promising anode candidate for next-generation lithium-ion batteries (LIBs) due to its high theoretical capacity. Solar Si photovoltaic waste possesses good purity and high output. Using it as the raw material for battery anodes can synchronously solve the problem of solid waste pollution and enable high energy density LIBs. A critical issue impeding the practical application of Si is the undesirable side reactions at the electrolyte-particle interface and the resulting increase in impedance during cycling. Herein, a Si-P core shell structure with chemical bonding at the Si-P interface is fabricated through a simple mechanical alloying reaction between red P and solar Si photovoltaic waste. The P nanoshell with thickness within 15 nm converts to Li3P during the initial lithiation process and maintains its phase on cycling. The as-formed Li3P nanolayer functions as a stable, ionically conductive protective layer that reduces the direct contact between Si and electrolytes, and thus suppresses undesired side reactions. The Si-P nanocomposite exhibits stable electrochemical cycling with a high reversible capacity of 1,178 mAhg−1 after 500 cycles at 1,200 mA g−1, as well as excellent rate capability (912 mAh g−1 at 2 C). With 15 wt% addition to graphite, a graphite/Si-P hybrid electrode shows a high overall reversible specific capacity of 447 mAh g−1 and 88.3% capacity retention after 100 cycles at high areal capacity of 2.64 mAh cm−2 at 100 mA g−1, indicating its promise as a drop-in anode in practical 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
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
1秒前
Lucas应助执着的玉米采纳,获得10
1秒前
guozizi发布了新的文献求助10
1秒前
大模型应助FJ采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
陈秋禹发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Celine完成签到,获得积分10
5秒前
Ccc完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
寒树发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
10秒前
糖豆完成签到,获得积分20
10秒前
快乐的画笔完成签到 ,获得积分10
12秒前
一棵树完成签到,获得积分10
12秒前
玛斯特尔发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
显隐发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
兜有米完成签到,获得积分10
14秒前
Owen应助猪肉超人菜婴蚊采纳,获得10
15秒前
研友_VZG7GZ应助冷酷海安采纳,获得10
16秒前
会飞的鱼发布了新的文献求助10
16秒前
晚风将近发布了新的文献求助10
16秒前
斯文小白菜完成签到 ,获得积分10
16秒前
李爱国应助寒树采纳,获得10
16秒前
ding应助坚强的笑天采纳,获得10
16秒前
17秒前
wangbq完成签到 ,获得积分10
17秒前
共享精神应助小刘同学采纳,获得10
18秒前
王尧完成签到,获得积分10
18秒前
zrz完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
嬴渠梁发布了新的文献求助30
19秒前
19秒前
NexusExplorer应助糟糕的访梦采纳,获得10
19秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
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 5742911
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5411336
关于积分的说明 15346296
捐赠科研通 4883960
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625453
邀请新用户注册赠送积分活动 1574294
关于科研通互助平台的介绍 1531234