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:7
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
awu完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
情怀应助雪啊雪啊雪采纳,获得30
1秒前
吃西瓜皮完成签到,获得积分10
2秒前
幽默盛男完成签到 ,获得积分10
3秒前
whandzxl完成签到,获得积分10
3秒前
心理可达鸭完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
ABO发布了新的文献求助10
5秒前
菲菲完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助lemon采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
离线线线完成签到,获得积分10
7秒前
自由如天完成签到,获得积分10
7秒前
浮浮世世应助不安青牛采纳,获得30
8秒前
毛毛完成签到,获得积分0
9秒前
瑾玉完成签到,获得积分10
9秒前
公西翠萱完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Hong_Bin完成签到,获得积分10
12秒前
关畅澎发布了新的文献求助10
13秒前
Cbbaby完成签到,获得积分10
13秒前
大龙哥886应助樊笼客采纳,获得10
13秒前
njzhangyanyang完成签到,获得积分10
13秒前
MQhhh完成签到,获得积分10
13秒前
杜青完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分20
14秒前
zzh完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
雷晨晨完成签到 ,获得积分10
17秒前
yunqingbai完成签到 ,获得积分10
18秒前
行知完成签到,获得积分20
19秒前
汤圆完成签到,获得积分10
20秒前
大媛大靳吃地瓜完成签到,获得积分10
20秒前
吴晨曦完成签到,获得积分10
21秒前
12345完成签到,获得积分10
21秒前
yunsww完成签到,获得积分10
21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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
Digital and Social Media Marketing 600
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 600
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 5988812
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7424181
关于积分的说明 16050803
捐赠科研通 5130151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2752309
邀请新用户注册赠送积分活动 1724465
关于科研通互助平台的介绍 1627623