Lithium-Ion battery silicon Anodes: Surface engineering with novel additives for enhanced ion and electron transport

阳极 离子 材料科学 锂(药物) 电池(电) 离子运输机 电子 锂离子电池 钾离子电池 化学工程 无机化学 光电子学 化学 磷酸钒锂电池 工程类 电极 功率(物理) 有机化学 物理 物理化学 医学 量子力学 内分泌学
作者
Kanghou Ma,Yitao He,Xinyue Zhao,Sunfa Wang,Ge Zhang,Chen Wang,Fangshuo Zhou,Wei Shi,Yaohui Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:496: 153846-153846 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.153846
摘要

Silicon (Si) stands as a promising candidate for high-capacity anode materials in the next-generation lithium-ion batteries (LIBs) due to extremely high specific capacity. However, silicon application is hindered by its inherently poor electron and ion conductivities, as well as structural instability during the repeated charging/discharging. To address these challenges, a novel functional surface modification agent, diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic) acid (DTPMP), was decorated on the surface of silicon particles for the first time. The experimental results demonstrate that the DTPMP effectively enhances the cohesion between nano Si particles. This study combines experimental observations with theoretical calculations to analyze the nucleophilic and electrophilic sites of DTPMP and carboxymethyl cellulose (CMC), elucidating the existence state of DTPMP on the nano Si surface. Furthermore, by examining the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), along with the electrostatic potential (ESP) of DTPMP and solvent molecules in conjunction with Li+, the impact of the phosphate group on the diffusion of Li+ and electrons at the nano Si surface was studied. The electron density difference (EDD) maps for DTPMP and CMC reveal that DTPMP exhibits a more pronounced response in the presence of an electric field, suggesting its enhanced role in facilitating Li+ diffusion. This research offers a novel perspective on enhancing the electrochemical performance of nano Si surfaces, paving the way for the development of advanced LIBs with improved energy storage capabilities.
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
阿桐慕完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
鱼鱼色发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
学疯完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
水濑心源完成签到,获得积分10
4秒前
大苹果完成签到,获得积分10
5秒前
中国大陆完成签到,获得积分10
5秒前
子车茗应助阿桐慕采纳,获得30
5秒前
j178完成签到 ,获得积分10
5秒前
YK完成签到,获得积分10
6秒前
邺yu完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6应助本森采纳,获得10
7秒前
李爱国应助无私的发卡采纳,获得10
7秒前
Lynn发布了新的文献求助10
8秒前
汉堡包应助工商第一采纳,获得10
8秒前
机长完成签到 ,获得积分10
8秒前
yugao完成签到,获得积分10
8秒前
Sega完成签到,获得积分10
9秒前
专注易绿发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
Danny完成签到,获得积分10
11秒前
研友_VZG7GZ应助微微采纳,获得10
11秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得200
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
万能图书馆应助hd采纳,获得10
13秒前
完美世界应助伪善者采纳,获得10
13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
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
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 5004238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4248464
关于积分的说明 13237041
捐赠科研通 4047786
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2214478
邀请新用户注册赠送积分活动 1224518
关于科研通互助平台的介绍 1144955