Lithiation of Silicon Nanoparticles Confined in Carbon Nanotubes

材料科学 阳极 碳纳米管 锂(药物) 纳米技术 纳米颗粒 剥脱关节 电极 化学气相沉积 储能 化学工程 碳纤维 复合材料 复合数 光电子学 石墨烯 化学 医学 功率(物理) 量子力学 物理化学 内分泌学 工程类 物理
作者
Wanjing Yu,Chang Liu,Peng‐Xiang Hou,Lili Zhang,Xuyi Shan,Feng Li,Hui‐Ming Cheng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:9 (5): 5063-5071 被引量:111
标识
DOI:10.1021/acsnano.5b00157
摘要

Silicon has the highest theoretical lithium storage capacity of all materials at 4200 mAh/g; therefore, it is considered to be a promising candidate as the anode of high-energy-density lithium-ion batteries (LIBs). However, serious volume changes caused by lithium insertion/deinsertion lead to a rapid decay of the performance of the Si anode. Here, a Si nanoparticle (NP)-filled carbon nanotube (CNT) material was prepared by chemical vapor deposition, and a nanobattery was constructed inside a transmission electron microscope (TEM) using the Si NP-filled CNT as working electrode to directly investigate the structural change of the Si NPs and the confinement effect of the CNT during the lithiation and delithiation processes. It is found that the volume expansion (∼180%) of the lithiated Si NPs is restricted by the wall of the CNTs and that the CNT can accommodate this volume expansion without breaking its tubular structure. The Si NP-filled CNTs showed a high reversible lithium storage capacity and desirable high rate capability, because the pulverization and exfoliation of the Si NPs confined in CNTs were efficiently prevented. Our results demonstrate that filling CNTs with high-capacity active materials is a feasible way to make high-performance LIB electrode materials, taking advantage of the unique confinement effect and good electrical conductivity of the CNTs.
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
VDC应助YanXT采纳,获得20
1秒前
小权拳的权完成签到,获得积分10
1秒前
zddddd发布了新的文献求助50
2秒前
FashionBoy应助柳柳采纳,获得10
2秒前
晓湫完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
3秒前
认真路人完成签到,获得积分10
4秒前
dd大大完成签到,获得积分10
4秒前
李爱国应助诸葛诗双采纳,获得10
5秒前
发发发发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
罗布林卡完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
领导范儿应助单薄白薇采纳,获得10
7秒前
汉字发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
浅浅完成签到,获得积分10
8秒前
bkagyin应助MM采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助weiv采纳,获得10
8秒前
电化学发布了新的文献求助10
10秒前
你你你完成签到,获得积分10
10秒前
xuqiansd发布了新的文献求助10
10秒前
bkagyin应助muyingleng采纳,获得10
10秒前
pyyduck发布了新的文献求助10
10秒前
hhhhhh发布了新的文献求助10
11秒前
leehoo完成签到,获得积分10
11秒前
打打应助sallyshe采纳,获得10
11秒前
完美世界应助大林采纳,获得10
12秒前
ZD完成签到,获得积分10
12秒前
华仔应助于芋菊采纳,获得10
12秒前
ZMH发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
FangyingTang完成签到 ,获得积分10
14秒前
科目三应助耿耿儿采纳,获得10
14秒前
半岛完成签到,获得积分10
15秒前
XinX完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助聪慧丹寒采纳,获得10
15秒前
斯文的访烟完成签到,获得积分10
16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 3221278
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2869988
关于积分的说明 8168513
捐赠科研通 2536806
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1369025
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 645367
邀请新用户注册赠送积分活动 619030