Comparison of Silicon and Graphite Anodes: Temperature-Dependence of Impedance Characteristics and Rate Performance

电极 阳极 电解质 材料科学 介电谱 石墨 锂(药物) 扩展阻力剖面 分析化学(期刊) 动能 离子 电化学 化学 复合材料 光电子学 医学 物理 有机化学 物理化学 色谱法 量子力学 内分泌学
作者
Clara Berg,Robert Morasch,Maximilian Graf,Hubert A. Gasteiger
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [The Electrochemical Society]
卷期号:170 (3): 030534-030534 被引量:16
标识
DOI:10.1149/1945-7111/acc09d
摘要

A meaningful benchmarking of battery active materials with inherently different properties requires knowledge of both their intrinsic electrochemical properties as well as of the differences in the resulting porous electrode structures for equal, practically relevant areal capacities. Here we compare graphite and microsilicon anodes with practical areal capacities of 2.8 mAh cm −2 for lithium-ion batteries with regard to their temperature-dependent kinetic charge-transfer resistances ( R ct ) and their ion transport resistances through the electrolyte phase within the pores of the electrodes ( R ion ), measured via impedance spectroscopy. We deconvolute the kinetic resistance from the impedance spectra by individually measuring the temperature-dependent pore resistance between −5 and +45 °C, showing that the charge-transfer resistance dominates at low temperatures, while at high temperatures the pore resistance dominates for both electrode types due to the significantly higher activation energy of R ct . An analysis of the potential profile of the electrodes at different lithiation rates shows how the thinner silicon electrode is significantly less affected by R ion -induced transport losses compared to a thicker graphite electrode, resulting in lower overpotentials when fast-charging at high temperatures, despite similar kinetic resistances. Overall the silicon electrodes could be charged up to two times faster than graphite before reaching 0 V vs Li + /Li.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
1秒前
luoxiaoyan1927完成签到,获得积分10
1秒前
在水一方应助奋斗魂幽采纳,获得30
1秒前
2秒前
儒雅晓霜完成签到,获得积分10
2秒前
xx发布了新的文献求助10
3秒前
Stroeve发布了新的文献求助10
3秒前
zzJing发布了新的文献求助10
3秒前
努力打个共完成签到,获得积分10
3秒前
科目三应助孙yz采纳,获得10
3秒前
云_123发布了新的文献求助10
4秒前
Owen应助伈X采纳,获得10
4秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
快乐滑板应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
快乐滑板应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
sutharsons应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
prosperp应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
10秒前
星辰大海应助猪猪hero采纳,获得20
10秒前
欢呼雁发布了新的文献求助10
13秒前
似乎一场梦完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Owen应助把科研给搞好才能采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
咳欧克发布了新的文献求助10
20秒前
华仔应助123采纳,获得10
20秒前
21秒前
CodeCraft应助和谐的不二采纳,获得10
21秒前
把科研给搞好才能完成签到,获得积分10
22秒前
星辰大海应助余文君采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Les Mantodea de Guyane 800
Mantids of the euro-mediterranean area 700
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
有EBL数据库的大佬进 Matrix Mathematics 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 内科学 纳米技术 物理 计算机科学 化学工程 基因 复合材料 遗传学 物理化学 免疫学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3416011
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3017735
关于积分的说明 8882350
捐赠科研通 2705345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1483501
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 685735
邀请新用户注册赠送积分活动 680742