Understanding lithium, sodium, and potassium storage mechanisms in silicon oxycarbide

离子 锂(药物) 阳极 无定形固体 体积热力学 材料科学 化学 化学工程 结晶学 物理化学 热力学 有机化学 电极 内分泌学 工程类 物理 医学
作者
Christian Chandra,Winda Devina,Handi Setiadi Cahyadi,Sang Kyu Kwak,Jaehoon Kim
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:428: 131072-131072 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.131072
摘要

The use of silicon oxycarbides (SiOCs) as anode materials in lithium-ion batteries and sodium-ion batteries has risen considerably in recent years. However, the amorphous and complex structures of SiOCs that contains C-rich and O-rich SiOC phases make it difficult to clarify Li+- and Na+-ion storage mechanisms experimentally. This study uncovers the Li+-, Na+-, and K+-ion storage mechanisms in both the O-rich SiO1.5C0.5 and C-rich SiO0.5C1.5 structures using the density functional theory. The ions inserted at the initial discharge process fill the microvoids in the SiOCs. A further ion insertion causes Si–O and Si–C bond cleavage, and thus results in the formation of a large-size free volume, which is favorable for subsequent ion insertion. The reasons for the high Li+-ion storage capacity as compared to Na+-ion are less severe volume expansion, more favorable formation of Li-rich Si compounds and Li–Si alloys. The theoretical K+-ion storage capacities in the O-rich SiO1.5C0.5 and C-rich SiO0.5C1.5 phases are much lower (335 and 186 mAh g−1, respectively) than those of Li+-ion (519 and 681 mAh g−1, respectively) and Na+-ion storages (335 and 681 mAh g−1, respectively). The huge structural instability caused by the repulsive interaction between the K+ ions results in the low storage capacity.
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
勤劳的炼金师完成签到,获得积分10
1秒前
李白完成签到,获得积分10
1秒前
梦想发布了新的文献求助50
1秒前
1秒前
冷空气发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
zzx完成签到 ,获得积分20
2秒前
爆米花应助星星的梦采纳,获得10
2秒前
李健的粉丝团团长应助yhh采纳,获得10
2秒前
任ren完成签到,获得积分20
3秒前
画风湖湘卷完成签到 ,获得积分10
4秒前
dd发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
lyyyy发布了新的文献求助10
5秒前
浮游应助有魅力的寄琴采纳,获得10
5秒前
CASLSD完成签到 ,获得积分10
5秒前
Karlie完成签到,获得积分10
6秒前
天天快乐应助一区哥采纳,获得10
7秒前
搜集达人应助顾年采纳,获得10
7秒前
屈屈完成签到,获得积分10
8秒前
zyb完成签到,获得积分10
8秒前
XIAJIN完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助阳阳采纳,获得10
8秒前
你坤叔公发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
渡月桥完成签到,获得积分10
10秒前
情怀应助ZhouYW采纳,获得10
10秒前
10秒前
李爱国应助宓珧采纳,获得10
10秒前
11秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
12秒前
Zzz关注了科研通微信公众号
12秒前
12秒前
范琴琴完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
酷波er应助1043681559采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Comparing natural with chemical additive production 500
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 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 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 5193830
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4376175
关于积分的说明 13628611
捐赠科研通 4231092
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2320710
邀请新用户注册赠送积分活动 1319080
关于科研通互助平台的介绍 1269416