Directional Polarization of a Ferroelectric Intermediate Layer Inspires a Built‐In Field in Si Anodes to Regulate Li+ Transport Behaviors in Particles and Electrolyte

电解质 极化(电化学) 阳极 铁电性 材料科学 图层(电子) 化学物理 凝聚态物理 化学工程 光电子学 纳米技术 化学 电极 物理 物理化学 电介质 工程类
作者
Ming Liu,Wenqiang Xu,Shigang Liu,Bowen Liu,Yang Gao,Bin Wang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (25): e2402915-e2402915 被引量:13
标识
DOI:10.1002/advs.202402915
摘要

Abstract The silicon (Si) anode is prone to forming a high electric field gradient and concentration gradient on the electrode surface under high‐rate conditions, which may destroy the surface structure and decrease cycling stability. In this study, a ferroelectric (BaTiO 3 ) interlayer and field polarization treatment are introduced to set up a built‐in field, which optimizes the transport mechanisms of Li + in solid and liquid phases and thus enhances the rate performance and cycling stability of Si anodes. Also, a fast discharging and slow charging phenomenon is observed in a half‐cell with a high reversible capacity of 1500.8 mAh g −1 when controlling the polarization direction of the interlayer, which means a fast charging and slow discharging property in a full battery and thus is valuable for potential applications in commercial batteries. Simulation results demonstrated that the built‐in field plays a key role in regulating the Li + concentration distribution in the electrolyte and the Li + diffusion behavior inside particles, leading to more uniform Li + diffusion from local high‐concentration sites to surrounding regions. The assembled lithium‐ion battery with a BaTiO 3 interlayer exhibited superior electrochemical performance and long‐term cycling life (915.6 mAh g −1 after 300 cycles at a high current density of 4.2 A g −1 ). The significance of this research lies in exploring a new approach to improve the performance of lithium‐ion batteries and providing new ideas and pathways for addressing the challenges faced by Si‐based anodes.
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
微笑翠桃发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
马佳音完成签到 ,获得积分10
2秒前
在水一方应助Eon采纳,获得10
2秒前
TB123发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
JHL完成签到 ,获得积分10
4秒前
6秒前
6秒前
黎是叻熠黎完成签到,获得积分10
7秒前
每天必补一科完成签到,获得积分10
7秒前
花生完成签到,获得积分10
8秒前
mufcyang完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
缪缪发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
风清扬发布了新的文献求助10
11秒前
甜美乘云完成签到,获得积分10
12秒前
万能图书馆应助嘿嘿采纳,获得10
12秒前
14秒前
14秒前
xuxin完成签到 ,获得积分10
15秒前
大模型应助温柔柜子采纳,获得10
15秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
15秒前
易点邦发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
yyymmm完成签到,获得积分10
18秒前
Anna完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
21秒前
21秒前
21秒前
21秒前
小西完成签到 ,获得积分0
21秒前
科目三应助黄超采纳,获得10
21秒前
22秒前
22秒前
23秒前
情怀应助YANYAN采纳,获得10
24秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
25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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
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 5637867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744182
关于积分的说明 15000410
捐赠科研通 4796064
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562285
邀请新用户注册赠送积分活动 1521829
关于科研通互助平台的介绍 1481714