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
刚刚
苗条的枕头完成签到 ,获得积分10
1秒前
amy发布了新的文献求助30
1秒前
南山完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
勤恳完成签到,获得积分10
5秒前
饭ff完成签到,获得积分20
5秒前
Cici发布了新的文献求助10
6秒前
蛋蛋完成签到,获得积分10
7秒前
成就的黑夜完成签到,获得积分10
8秒前
嘿嘿完成签到 ,获得积分10
8秒前
852应助大圈圈采纳,获得10
8秒前
淡定黑猫完成签到,获得积分10
9秒前
千陽发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
saflgf完成签到,获得积分10
11秒前
bkagyin应助伏玉采纳,获得10
12秒前
13秒前
王王的苏发布了新的文献求助10
15秒前
可靠的又菱完成签到,获得积分20
16秒前
laissez_fairy完成签到,获得积分10
16秒前
Zzh完成签到,获得积分10
17秒前
舒心的荟完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
健壮雨兰完成签到,获得积分10
17秒前
yqt完成签到,获得积分10
17秒前
panjunlu完成签到,获得积分10
18秒前
XiaoDai完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
Gavin啥也不会完成签到,获得积分10
21秒前
共享精神应助laissez_fairy采纳,获得10
22秒前
这个哲完成签到,获得积分10
22秒前
太阳发布了新的文献求助10
22秒前
扶摇完成签到,获得积分10
24秒前
CD-toy完成签到 ,获得积分10
24秒前
meelerfor完成签到 ,获得积分10
27秒前
amy发布了新的文献求助10
28秒前
紫罗风韵完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
伏玉发布了新的文献求助10
28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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Petrology and Plate Tectonics 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7047461
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8713253
关于积分的说明 18449412
捐赠科研通 6562449
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3118958
关于科研通互助平台的介绍 2205393
邀请新用户注册赠送积分活动 2094335