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:3
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
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
风中的怜阳完成签到,获得积分10
1秒前
所所应助娜娜呀采纳,获得10
1秒前
1秒前
开心如冬发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
黄晟钊完成签到,获得积分10
2秒前
wbgwudi完成签到,获得积分10
3秒前
科研科完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
酷炫翠桃应助王不王采纳,获得10
4秒前
4秒前
苹果发布了新的文献求助10
4秒前
追寻的秋玲完成签到,获得积分10
5秒前
易槐完成签到,获得积分10
5秒前
曦曦发布了新的文献求助10
5秒前
无语的从云完成签到,获得积分10
6秒前
开心如冬完成签到,获得积分10
7秒前
桑葚完成签到,获得积分10
7秒前
ZYC007完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Emily完成签到,获得积分10
8秒前
慕青应助xy采纳,获得10
8秒前
英俊的铭应助dahuihui采纳,获得10
8秒前
顺心紫南完成签到,获得积分10
8秒前
menghongmei发布了新的文献求助10
9秒前
偷乐发布了新的文献求助10
9秒前
李健应助无语的笑珊采纳,获得10
9秒前
9秒前
有机分子笼完成签到,获得积分10
10秒前
77777发布了新的文献求助10
10秒前
yjzzz完成签到,获得积分10
10秒前
fly完成签到,获得积分10
10秒前
大模型应助Dearjw1655采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
yueyue完成签到,获得积分10
11秒前
莫西莫西发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
ColinWine完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
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 3986641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529109
关于积分的说明 11243520
捐赠科研通 3267633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803801
邀请新用户注册赠送积分活动 881207
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808582