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 硅 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
顾矜的应助被水手长采纳,获得10
刚刚
隐形曼青的应助被流川枫采纳,获得10
刚刚
兰州2026完成签到 ,获得积分10
6秒前
所所的应助被nyr采纳,获得10
7秒前
午凌二发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
老实的书蝶关注了科研通微信公众号
11秒前
bee完成签到 ,获得积分10
12秒前
流川枫发布了新的文献求助10
13秒前
零负一的应助被zheng-homes采纳,获得10
13秒前
Vccjuice完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
午凌二完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
20秒前
Sowoozoo完成签到 ,获得积分10
21秒前
打打的应助被凯文采纳,获得10
21秒前
橘春初一发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
24秒前
御青白少发布了新的文献求助20
24秒前
Vincent发布了新的文献求助10
25秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
26秒前
Pinch完成签到,获得积分10
26秒前
松糕亚完成签到,获得积分10
27秒前
远山黛完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
30秒前
31秒前
32秒前
hyd完成签到 ,获得积分10
34秒前
kai发布了新的文献求助10
35秒前
乐乐的应助被juez采纳,获得10
35秒前
36秒前
aaaKumaINmyMIND完成签到,获得积分10
38秒前
39秒前
43秒前
顾矜的应助被lagom采纳,获得10
44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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Wafer Surface Defect 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7784662
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9323973
关于积分的说明 20396272
捐赠科研通 7373384
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321113
关于科研通互助平台的介绍 2469029
邀请新用户注册赠送积分活动 2337386