First Principles Study of Aluminum Doped Polycrystalline Silicon as a Potential Anode Candidate in Li‐ion Batteries

材料科学 阳极 兴奋剂 晶界 纳米技术 工程物理 光电子学 复合材料 电极 物理化学 微观结构 工程类 化学
作者
Sree Harsha Bhimineni,Shu‐Ting Ko,Casey Cornwell,Yantao Xia,Sarah H. Tolbert,Jian Luo,Philippe Sautet
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (34) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/aenm.202400924
摘要

Abstract Addressing sustainable energy storage remains crucial for transitioning to renewable sources. While Li‐ion batteries have made significant contributions, enhancing their capacity through alternative materials remains a key challenge. Micro‐sized silicon is a promising anode material due to its tenfold higher theoretical capacity compared to conventional graphite. However, its substantial volumetric expansion during cycling impedes practical application due to mechanical failure and rapid capacity fading. A novel approach is proposed to mitigate this issue by incorporating trace amounts of aluminum into the micro‐sized silicon electrode using ball milling. Density functional theory (DFT) is employed to establish a theoretical framework elucidating how grain boundary sliding, a key mechanism involved in preventing mechanical failure is facilitated by the presence of trace aluminum at grain boundaries. This, in turn, reduces stress accumulation within the material, reducing the likelihood of failure. To validate the theoretical predictions, capacity retention experiments are conducted on undoped and Al‐doped micro‐sized silicon samples. The results demonstrate significantly reduced capacity fading in the doped sample, corroborating the theoretical framework and showcasing the potential of aluminum doping for improved Li‐ion battery performance.
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
cicytjsxjr发布了新的文献求助10
1秒前
Lucas应助寂寞的诗云采纳,获得10
2秒前
33完成签到,获得积分0
2秒前
3秒前
AKKKK发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
Esty完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
6秒前
在水一方应助小橘子采纳,获得10
7秒前
7秒前
learn发布了新的文献求助10
8秒前
Zhang发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
哦哦哦哦哦拖拉大王完成签到,获得积分10
9秒前
aaasddd完成签到,获得积分10
10秒前
yxl发布了新的文献求助10
13秒前
hh发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
归尘发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
WindyLate发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
声殳香完成签到 ,获得积分10
17秒前
小蘑菇应助malenia采纳,获得10
18秒前
zkyy58发布了新的文献求助10
18秒前
JJ完成签到,获得积分10
18秒前
阿may完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
lakers发布了新的文献求助10
20秒前
可爱的函函应助liZZZZZ采纳,获得10
21秒前
天天快乐应助举个栗子采纳,获得10
22秒前
22秒前
ding应助liusen采纳,获得10
24秒前
冷酷的断缘完成签到 ,获得积分10
24秒前
依风发布了新的文献求助10
24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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403836
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222752
关于积分的说明 17427518
捐赠科研通 5456335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883441
邀请新用户注册赠送积分活动 1859733
关于科研通互助平台的介绍 1701145