In situ measurements of stress evolution in silicon thin films during electrochemical lithiation and delithiation

材料科学 原位 电极 压力(语言学) 薄膜 电化学 化学工程 纳米技术 冶金 工程类 化学 有机化学 语言学 哲学 物理化学
作者
Vijay A. Sethuraman,Michael J. Chon,Maxwell Shimshak,Venkat Srinivasan,Pradeep R. Guduru
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:195 (15): 5062-5066 被引量:556
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2010.02.013
摘要

We report in situ measurements of stress evolution in a silicon thin-film electrode during electrochemical lithiation and delithiation by using the Multi-beam Optical Sensor (MOS) technique. Upon lithiation, due to substrate constraint, the silicon electrode initially undergoes elastic deformation, resulting in rapid rise of compressive stress. The electrode begins to deform plastically at a compressive stress of ca. -1.75 GPa; subsequent lithiation results in continued plastic strain, dissipating mechanical energy. Upon delithiation, the electrode first undergoes elastic straining in the opposite direction, leading to a tensile stress of ca. 1 GPa; subsequently, it deforms plastically during the rest of delithiation. The plastic flow stress evolves continuously with lithium concentration. Thus, mechanical energy is dissipated in plastic deformation during both lithiation and delithiation, and it can be calculated from the stress measurements; we show that it is comparable to the polarization loss. Upon current interrupt, both the film stress and the electrode potential relax with similar time-constants, suggesting that stress contributes significantly to the chemical potential of lithiated-silicon.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
在水一方应助superbeier采纳,获得10
1秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Hasee发布了新的文献求助10
1秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
几酌应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
盒子应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
朝霞应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
巫马炎彬完成签到,获得积分0
2秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
2秒前
2秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
张张完成签到 ,获得积分10
3秒前
Russia完成签到 ,获得积分10
5秒前
大模型应助ZYSNNNN采纳,获得10
5秒前
aaa完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
橘子汽水发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
我是老大应助TWO宝采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
JXDYYZK完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
舒适凡阳完成签到,获得积分10
11秒前
原野小年发布了新的文献求助10
11秒前
可靠尔竹发布了新的文献求助10
12秒前
七里海完成签到,获得积分10
12秒前
研友_Lw4vGn发布了新的文献求助10
13秒前
林夕发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3140718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791628
关于积分的说明 7799729
捐赠科研通 2447921
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302210
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626473
版权声明 601194