Largely Improved Battery Performance Using a Microsized Silicon Skeleton Caged by Polypyrrole as Anode

阳极 材料科学 电池(电) 聚吡咯 纳米技术 复合材料 骨架(计算机编程) 化学工程 电极 光电子学 聚合物 计算机科学 工程类 化学 程序设计语言 功率(物理) 物理化学 物理 量子力学 聚合
作者
Yingying Lv,Mingwei Shang,Xi Chen,Parisa Shabani Nezhad,Junjie Niu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (10): 12032-12041 被引量:76
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b06301
摘要

Various architectures with nanostructured silicon have demonstrated promising battery performance while posing a challenge in industrial production. The current ratio of silicon in graphite as anode is less than 5 wt %, which greatly limits the battery energy density. In this article, we report a scalable synthesis of a large silicon cage composite (micrometers) that is composed of a silicon skeleton and an ultrathin (<5 nm) mesoporous polypyrrole (PPy) skin via a facile wet-chemical method. The industry available, microsized AlSi alloy was used as precursor. The hollow skeleton configuration provides sufficient space to accommodate the drastic volume expansion/shrinkage upon charging/discharging, while the conductive polymer serves as a protective layer and fast channel for Li+/e- transport. The battery with the microsilicon (μ-Si) cage as anode displays an excellent capacity retention upon long cycling at high charge/discharge rates and high material loadings. At 0.2 C, a specific capacity of ∼1660 mAh/g with a Coulombic efficiency (CE) of ∼99.8% and 99.4% was achieved after 500 cycles at 3 mg/cm2 loading and 400 cycles at 4.4 mg/cm2 loading, respectively. At 1.0 C, a capacity as high as 1149 mAh/g was retained after 500 cycles with such high silicon loading. The areal capacity of as high as 6.4 mAh/cm2 with 4.4 mg/cm2 loading was obtained, which ensures a high battery energy density in powering large devices such as electric vehicles.
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
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
乐融融完成签到,获得积分10
刚刚
Orange应助jusong采纳,获得10
1秒前
lee发布了新的文献求助10
1秒前
任鑫宇完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Sunny发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
奋斗的忆南完成签到,获得积分10
3秒前
研友_VZG7GZ应助Felix0917采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
科研通AI6.3应助显隐采纳,获得10
5秒前
6秒前
Owen应助蜜蜜采纳,获得10
6秒前
虎皮大面包完成签到,获得积分20
7秒前
十二发布了新的文献求助10
7秒前
包凡之完成签到,获得积分10
7秒前
爆米花应助东十八采纳,获得10
7秒前
科目三应助yy采纳,获得10
8秒前
9秒前
viskey完成签到,获得积分10
9秒前
高贵的黑夜完成签到,获得积分20
10秒前
fuguier完成签到,获得积分10
10秒前
欧阳小枫完成签到 ,获得积分10
11秒前
噫嘘玺完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.2应助rydeng采纳,获得10
11秒前
orixero应助薯条采纳,获得10
12秒前
科目三应助CCsci采纳,获得10
12秒前
13秒前
畔畔应助jennica采纳,获得30
13秒前
万能图书馆应助krystal采纳,获得10
14秒前
丛玉林发布了新的文献求助10
14秒前
胡白完成签到,获得积分10
14秒前
噫嘘玺发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
rydeng完成签到,获得积分10
16秒前
manman完成签到,获得积分10
16秒前
英俊的铭应助linger2采纳,获得10
16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
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6992467
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8668890
关于积分的说明 18379612
捐赠科研通 6464007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3097389
关于科研通互助平台的介绍 2159185
邀请新用户注册赠送积分活动 2073864