Microstructure dependent chemo-mechanical behavior of amorphous Si anodes for Li-ion batteries upon delithiation

材料科学 阳极 无定形固体 微观结构 分子动力学 电池(电) 电化学 极限抗拉强度 应力松弛 放松(心理学) 压力(语言学) 变形(气象学) 化学物理 复合材料 化学工程 热力学 结晶学 计算化学 物理化学 电极 化学 蠕动 物理 功率(物理) 哲学 工程类 社会心理学 语言学 心理学
作者
Mingchao Wang,Han Ye
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:520: 230803-230803 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2021.230803
摘要

Alloying-type anodes exhibit the solid-state amorphization during charging/discharging cycles. The mechanical and electrochemical properties of amorphous reaction phases have been widely explored recently. However, there is still lack of understanding of the underlying mircostructure-property relation in the delithiation behavior of alloying anodes. Here we perform molecular dynamics simulations to investigate the microstructure effect on the chemo-mechanical properties of amorphous Si (a-Si) anodes upon delithiation. It is indicated that stress-free delithiation without sufficient structural relaxation leads to the gradual accumulation of structural disorder (the increase of excess energy) in amorphous Li-Si systems (a-LixSi). The creation of structural disorder during delithiation not only facilitates the plastic deformation of a-LixSi at lower stress, but also thermodynamically destabilizes a-LixSi associated with the drop of open-cell potentials. While upon constrained delithiation, the initial value of excess energy and reaction stress both contribute to the increase of structural disorder during delithiation process. Based on the stress-dependent chemical-potential model, the tensile stress increases open-cell potentials, and reduces the Li chemical potential which weakens the driving force for delithiation. As a result, the structural disorder and tensile reaction stress may cause the undesirable capacity fading of a-Si anodes, and is detrimental to the battery performance.
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
1秒前
杨杰超完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
许方恺发布了新的文献求助10
2秒前
Jimmy完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
yaochuan发布了新的文献求助10
3秒前
sdniuidifod发布了新的文献求助50
3秒前
Jimmy发布了新的文献求助10
4秒前
lvlv完成签到,获得积分10
4秒前
小叶完成签到,获得积分10
4秒前
如你所liao完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
doctor fighting完成签到,获得积分10
5秒前
wdy111应助飞0802采纳,获得20
5秒前
5秒前
6秒前
英俊的铭应助ccccccp采纳,获得10
6秒前
6秒前
年年完成签到,获得积分10
6秒前
innocent完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
Zhanghh87完成签到,获得积分10
7秒前
yaochuan完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
Ava应助qq16采纳,获得20
9秒前
西瓜ovo完成签到,获得积分10
9秒前
ninicwang完成签到,获得积分10
10秒前
明小丽发布了新的文献求助20
10秒前
火龙果发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
小雯完成签到 ,获得积分10
12秒前
芝士发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
勤奋幻柏发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3986829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529292
关于积分的说明 11244137
捐赠科研通 3267685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803843
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808600