Effect of crystallite geometries on electrochemical performance of porous intercalation electrodes by multiscale operando investigation

微晶 材料科学 电极 多孔性 插层(化学) 纳米技术 电化学 化学工程 化学 复合材料 无机化学 冶金 物理化学 工程类
作者
Yuting Luo,Yang Bai,Aashutosh Mistry,Yuwei Zhang,Dexin Zhao,Susmita Sarkar,Joseph V. Handy,Shahed Rezaei,Andrew Chihpin Chuang,Luis Carrillo,Kamila M. Wiaderek,Matt Pharr,Kelvin Y. Xie,Partha P. Mukherjee,Bai‐Xiang Xu,Sarbajit Banerjee
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:21 (2): 217-227 被引量:73
标识
DOI:10.1038/s41563-021-01151-8
摘要

Lithium-ion batteries are yet to realize their full promise because of challenges in the design and construction of electrode architectures that allow for their entire interior volumes to be reversibly accessible for ion storage. Electrodes constructed from the same material and with the same specifications, which differ only in terms of dimensions and geometries of the constituent particles, can show surprising differences in polarization, stress accumulation and capacity fade. Here, using operando synchrotron X-ray diffraction and energy dispersive X-ray diffraction (EDXRD), we probe the mechanistic origins of the remarkable particle geometry-dependent modification of lithiation-induced phase transformations in V2O5 as a model phase-transforming cathode. A pronounced modulation of phase coexistence regimes is observed as a function of particle geometry. Specifically, a metastable phase is stabilized for nanometre-sized spherical V2O5 particles, to circumvent the formation of large misfit strains. Spatially resolved EDXRD measurements demonstrate that particle geometries strongly modify the tortuosity of the porous cathode architecture. Greater ion-transport limitations in electrode architectures comprising micrometre-sized platelets result in considerable lithiation heterogeneities across the thickness of the electrode. These insights establish particle geometry-dependent modification of metastable phase regimes and electrode tortuosity as key design principles for realizing the promise of intercalation cathodes.
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
尔玉完成签到 ,获得积分10
1秒前
memo完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
一路芬芳完成签到,获得积分20
1秒前
3秒前
一一一应助songvv采纳,获得10
3秒前
3秒前
SciKid524完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助hhh采纳,获得10
5秒前
QWE完成签到,获得积分10
5秒前
赛赛完成签到 ,获得积分10
7秒前
tinydog完成签到,获得积分10
9秒前
长情琦完成签到,获得积分10
9秒前
Mercury完成签到 ,获得积分10
11秒前
zx完成签到 ,获得积分10
12秒前
Dearjw1655完成签到,获得积分10
13秒前
123完成签到 ,获得积分10
13秒前
圆圆完成签到 ,获得积分10
14秒前
18秒前
哭泣笑柳发布了新的文献求助10
19秒前
张宁波完成签到,获得积分10
19秒前
OeO完成签到 ,获得积分10
19秒前
macboy完成签到,获得积分10
21秒前
biubiu完成签到,获得积分10
22秒前
咸鱼之王完成签到,获得积分10
23秒前
比比谁的速度快给ljm的求助进行了留言
23秒前
Can完成签到,获得积分10
24秒前
hhh完成签到,获得积分10
24秒前
qqq发布了新的文献求助10
24秒前
E0702完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
lin完成签到 ,获得积分20
27秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
yi完成签到,获得积分10
31秒前
biofresh发布了新的文献求助30
31秒前
一路芬芳发布了新的文献求助10
33秒前
重要小兔子完成签到,获得积分10
34秒前
王大锤完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 4038184
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575908
关于积分的说明 11373872
捐赠科研通 3305715
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022