Optimum Particle Size in Silicon Electrodes Dictated by Chemomechanical Deformation of the SEI

材料科学 粒径 粒子(生态学) 阳极 复合材料 电解质 电极 纳米颗粒 变形(气象学) 极限抗拉强度 纳米材料 化学工程 纳米技术 冶金 物理化学 工程类 化学 地质学 海洋学
作者
Mok Yun Jin,Kai Guo,Xingcheng Xiao,Mark W. Verbrugge,Huajian Gao,Brian W. Sheldon
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (19) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/adfm.202010640
摘要

Abstract Nanostructured alloy‐forming anode materials can resist fracture that is caused by extreme volume changes during cycling. However, the higher surface area per unit mass in nanomaterials increases exposure to the electrolyte reduction reactions that form a solid electrolyte interphase (SEI), which implies that capacity loss will increase as particle size decreases. This hypothesis is investigated with composite electrodes using different silicon nanoparticle sizes, and the expected particle size effect is not observed. Instead, there is an optimum particle size where capacity loss per volume is minimized. Finite element modeling demonstrates that the mechanical deformation of the SEI varies significantly with the silicon particle size. Smaller particles lead to the decrease of the tensile hoop strains in the outer portion of the SEI and simultaneously make the overall elastic strains in the inner portion more compressive. These results suggest that the SEI on smaller particles is more resistant to mechanical degradation, even though the higher specific surface areas increase initial SEI formation. The trade‐off between these effects leads to the observed optimum particle size.

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
猪猪hero发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Joy发布了新的文献求助10
刚刚
4秒前
科研通AI2S应助酒笙采纳,获得10
4秒前
whw完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
小吴要努力科研完成签到 ,获得积分10
8秒前
情怀应助端庄老虎采纳,获得10
8秒前
cgr发布了新的文献求助10
8秒前
夏cai发布了新的文献求助30
9秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
10秒前
大宝君应助whw采纳,获得30
10秒前
11秒前
安年发布了新的文献求助10
12秒前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
13秒前
Ava应助JM采纳,获得10
13秒前
陈琰发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
汉堡包应助读书的时候采纳,获得10
15秒前
16秒前
冬虫夏草完成签到,获得积分10
17秒前
rabpig发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
kk发布了新的文献求助30
20秒前
科研通AI6.1应助苦瓜不哭采纳,获得10
20秒前
baicc发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
21秒前
科目三应助kei采纳,获得10
21秒前
坦率易烟完成签到,获得积分10
21秒前
科研通AI6应助维克托采纳,获得10
22秒前
科研通AI6应助维克托采纳,获得10
22秒前
我是老大应助维克托采纳,获得10
22秒前
充电宝应助威武灵萱采纳,获得10
22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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
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 5735261
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5359491
关于积分的说明 15329099
捐赠科研通 4879515
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622039
邀请新用户注册赠送积分活动 1571201
关于科研通互助平台的介绍 1528011