Prelithiation of silicon/graphite composite anodes: Benefits and mechanisms for long-lasting Li-Ion batteries

材料科学 阳极 石墨 电极 小角X射线散射 复合数 锂(药物) 化学工程 复合材料 纳米技术 散射 光电子学 光学 化学 工程类 内分泌学 物理化学 物理 医学
作者
Christopher L. Berhaut,Diana Zapata Dominguez,Daniel Tomasi,Christophe Vincens,Cédric Haon,Yvan Reynier,Willy Porcher,N. Boudet,Nils Blanc,Gilbert Chahine,Samuel Tardif,Stéphanie Pouget,Sandrine Lyonnard
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:29: 190-197 被引量:89
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2020.04.008
摘要

Prelithiation of silicon/graphite-based composite anodes is a promising strategy to limit Li-ion battery capacity loss over long cycling. We report on the spontaneous-corrosion-driven-lithiation (SCDL) of lithium metal on the anode surface of a-Si/c-FeSi2/graphite//LiNi0·6Mn0·2Co0·2O2 cells, and compare it to electrochemically-driven-lithiation (EDL). High cyclability performances are achieved, i.e. more than 1760 cycles at 100% depth-of-discharge with less than 11% capacity loss at C/2. To quantify the fate of the lithium supply over prolonged cycling and follow in situ the benefits of prelithiation, we perform simultaneous operando synchrotron wide-angle and small-angle X-ray scattering (WAXS/SAXS). By accessing both the graphite lithiation process (WAXS) and the nanostructural variations of the silicon phase (SAXS), we obtain a complete picture of the lithium repartition during lithiation/delithiation of the prelithiated anode. Results indicate that the additional lithium is stored in the silicon, which acts as a reservoir compensating for lithium trapping. The silicon phase therefore plays an essential role but without the detrimental effect of large volume variations. By design, SCDL leads to a more heterogeneous prelithiation compared to EDL given that only the electrode area directly in contact with the lithium metal is initially prelithiated. However, we show that during cycling the additional lithium is redistributed throughout the electrode by migrating into the silicon and, finally, the two methods yield equivalent systems, with similar electrode morphologies and a much increased cell performance over cycling. Prelithiation could therefore be used for the production of high energy density and highly stable Li-ion batteries, implementing the easily up-scalable SCDL process.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
焰古完成签到 ,获得积分10
3秒前
沐啊完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
苏雅霏完成签到 ,获得积分10
11秒前
俏皮诺言完成签到,获得积分10
11秒前
追梦完成签到,获得积分10
12秒前
Yolo完成签到 ,获得积分10
12秒前
出厂价完成签到,获得积分10
12秒前
权归尘发布了新的文献求助10
14秒前
开朗的虔完成签到 ,获得积分10
17秒前
Yi完成签到,获得积分10
18秒前
郝老头完成签到,获得积分0
19秒前
王继完成签到,获得积分10
20秒前
卡片完成签到,获得积分10
21秒前
sheep完成签到,获得积分10
21秒前
焦明准完成签到,获得积分10
22秒前
胡思乱想完成签到,获得积分10
24秒前
hahaha6789y完成签到,获得积分10
24秒前
量子咸鱼K完成签到,获得积分10
25秒前
cl完成签到,获得积分10
27秒前
秦含光完成签到,获得积分10
27秒前
maybe完成签到,获得积分10
28秒前
hahaha2完成签到,获得积分10
28秒前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
29秒前
徐彬荣完成签到,获得积分10
29秒前
NameCYQ完成签到,获得积分10
31秒前
Adamcssy19完成签到,获得积分10
31秒前
PaperCrane完成签到,获得积分10
31秒前
hahaha1完成签到,获得积分10
31秒前
霡霂完成签到,获得积分10
31秒前
殷勤的紫槐应助科研通管家采纳,获得200
32秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
徐徐完成签到 ,获得积分10
32秒前
茄子完成签到 ,获得积分10
40秒前
盼盼527完成签到 ,获得积分10
47秒前
chen完成签到 ,获得积分10
48秒前
怕黑的金鱼关注了科研通微信公众号
57秒前
噗噗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mojito完成签到 ,获得积分10
1分钟前
萧水白完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5212175
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4388435
关于积分的说明 13663849
捐赠科研通 4248864
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2331208
邀请新用户注册赠送积分活动 1328931
关于科研通互助平台的介绍 1282248