Si nanoparticle clusters in hollow carbon capsules (SNC@C) as lithium battery anodes: toward high initial coulombic efficiency

材料科学 化学工程 纳米颗粒 法拉第效率 阳极 碳纤维 电解质 碳化 纳米技术 复合材料 化学 电极 扫描电子显微镜 复合数 工程类 物理化学
作者
Tae Jin Kim,Jeong Hoon Yoon,Gi‐Ra Yi,Pil J. Yoo
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:11 (28): 13650-13658 被引量:27
标识
DOI:10.1039/c9nr04074a
摘要

Large volumetric expansion and structural pulverization have been major problems in Si-based anode materials for Li-ion batteries. To overcome this limitation, yolk-shell structured Si-carbon structures have been proposed to allow for the reversible structural breathing of Si nanoparticles confined inside the carbon shell. However, initial coulombic efficiency (ICE) of the yolk-shell structured anodes is highly decreased mainly due to their extremely high specific surface area (SSA) and the resulting excessive formation of solid electrolyte interphase (SEI) over the carbon shell. Here, instead of using a single Si nanoparticle-containing yolk-shell structure, we propose a novel structure comprising hollow carbon capsules internally encapsulating Si nanoparticle clusters (SNC@Cs). To implement this structural design, Si nanoparticle clusters are encompassed by a polystyrene matrix (SNC@PS) by emulsion polymerization, followed by coating with a polydopamine (PDA) layer (SNC@PS@PDA). Then, after annealing them for carbonization, SNC@Cs are finally prepared, which can decrease the SSA by a factor of one-third compared to the conventional yolk-shell structures. These SNC@C particles have shown remarkably high ICE values of up to 81%. Moreover, the cycling stability could be improved up to 100 cycles because the properly confined Si cluster inside the stable carbon capsule mitigates structural pulverization during repeated lithiation-delithiation processes of Si nanoparticles.
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
刚刚
刚刚
CodeCraft应助sinber采纳,获得10
刚刚
阿里昂完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
深情安青应助StandardR采纳,获得10
1秒前
顾矜应助芒芒采纳,获得10
2秒前
2秒前
呆萌的u完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
aaaaarfv发布了新的文献求助10
3秒前
luyong关注了科研通微信公众号
4秒前
YESKY发布了新的文献求助10
4秒前
yanglian2003发布了新的文献求助10
5秒前
xiaojcom应助精明秋采纳,获得10
5秒前
5秒前
7秒前
SciGPT应助乌拉拉拉拉采纳,获得10
7秒前
8秒前
大模型应助霸气的煜祺采纳,获得30
8秒前
8秒前
充电宝应助我叫胖子采纳,获得10
9秒前
Radish完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
YESKY完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
科研能完成签到 ,获得积分10
12秒前
陈陈发布了新的文献求助10
12秒前
不鸭完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
岁岁菌发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
Cmy发布了新的文献求助10
14秒前
森林木发布了新的文献求助10
15秒前
哎呀妈呀发布了新的文献求助10
15秒前
春夏秋冬发布了新的文献求助10
16秒前
小二郎应助无名采纳,获得10
16秒前
18秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: 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 3160558
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2811730
关于积分的说明 7893251
捐赠科研通 2470605
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315658
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630920
版权声明 602042