Nanostructuring Strategies for Silicon‐based Anodes in Lithium‐ion Batteries: Tuning Areal Silicon Loading, SEI Formation/Irreversible Capacity Loss, Rate Capability Retention and Electrode Durability

阳极 材料科学 电极 电解质 锂(药物) 重量分析 纳米技术 光电子学 复合材料 化学工程 化学 物理化学 有机化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Mariam Ezzedine,Fatme Jardali,Ileana Florea,Mihai‐Robert Zamfir,Costel Sorin Cojocaru
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:6 (3) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/batt.202200451
摘要

Silicon is one of the most promising anode materials for Lithium-ion batteries. Silicon endures volume changes upon cycling, which leads to subsequent pulverization and capacity fading. These drawbacks lead to a poor lifespan and hamper the commercialization of silicon anodes. In this work, a hybrid nanostructured anode based on silicon nanoparticles (SiNPs) anchored on vertically aligned carbon nanotubes (VACNTs) with defined spacing to accommodate volumetric changes is synthesized on commercial macroscopic current collector. Achieving electrodes with good stability and excellent electrochemical properties remain a challenge. Therefore, we herein tune the active silicon areal loading either through the modulation of the SiNPs volume by changing the silicon deposition time at a fixed VACNTs carpet length or through the variation of the VACNT length at a fixed SiNPs volume. The low areal loading of SiNPs improves capacity stability during cycling but triggers large irreversible capacity losses due to the formation of the solid electrolyte interphase (SEI) layer. By contrast, higher areal loading electrode reduces the quantity of the SEI formed, but negatively impacts the capacity stability of the electrode during the subsequent cycles. A higher gravimetric capacity and higher areal loading mass of silicon is achieved via an increase of VACNTs carpet length without compromising cycling stability. This hybrid nanostructured electrode shows an excellent stability with reversible capacity of 1330 mAh g-1 after 2000 cycles.
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
Endlessway应助夏冉采纳,获得10
3秒前
米花发布了新的文献求助10
4秒前
昏睡的墨镜完成签到,获得积分10
4秒前
lala完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
神勇的归尘完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
fy发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
小董不懂发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
lee给Liquid的求助进行了留言
12秒前
可爱的函函应助timibai采纳,获得10
12秒前
12秒前
英俊的铭应助XHW采纳,获得10
13秒前
asd关闭了asd文献求助
14秒前
爆裂奶綠完成签到,获得积分10
14秒前
故意的台灯完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
阿牛奶发布了新的文献求助10
16秒前
洂浔完成签到 ,获得积分10
16秒前
棉花糖完成签到 ,获得积分10
16秒前
00完成签到,获得积分10
17秒前
勤恳睿渊发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
Vera完成签到,获得积分10
18秒前
大模型应助俭朴的世界采纳,获得10
19秒前
kk完成签到,获得积分20
19秒前
peach应助银角大王采纳,获得30
19秒前
LouieHuang完成签到,获得积分10
19秒前
asd发布了新的文献求助200
20秒前
20秒前
华仔应助loong采纳,获得10
21秒前
lalalala发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
The Heath Anthology of American Literature: Early Nineteenth Century 1800 - 1865 Vol. B 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Machine Learning for Polymer Informatics 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
2024 Medicinal Chemistry Reviews 480
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 3222562
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2871242
关于积分的说明 8174624
捐赠科研通 2538263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1370390
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 645793
邀请新用户注册赠送积分活动 619580