Reduced Volume Expansion of Micron‐Sized SiOx via Closed‐Nanopore Structure Constructed by Mg‐Induced Elemental Segregation

纳米孔 体积热力学 材料科学 化学工程 体积膨胀 纳米技术 化学物理 结晶学 化学 热力学 物理 医学 内科学 工程类
作者
Di‐Xin Xu,Yuming Zhao,Hanxian Chen,Zhuo‐Ya Lu,Yufei Tian,Sen Xin,Ge Li,Yu‐Guo Guo
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:136 (21) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/ange.202401973
摘要

Abstract The inherently huge volume expansion during Li uptake has hindered the use of Si‐based anodes in high‐energy lithium‐ion batteries. While some pore‐forming and nano‐architecting strategies show promises to effectively buffer the volume change, other parameters essential for practical electrode fabrication, such as compaction density, are often compromised. Here we propose a new in situ Mg doping strategy to form closed‐nanopore structure into a micron‐sized SiO x particle at a high bulk density. The doped Mg atoms promote the segregation of O, so that high‐density magnesium silicates form to generate closed nanopores. By altering the mass content of Mg dopant, the average radii (ranged from 5.4 to 9.7 nm) and porosities (ranged from 1.4 % to 15.9 %) of the closed pores are precisely adjustable, which accounts for volume expansion of SiO x from 77.8 % to 22.2 % at the minimum. Benefited from the small volume variation, the Mg‐doped micron‐SiO x anode demonstrates improved Li storage performance towards realization of a 700‐(dis)charge‐cycle, 11‐Ah‐pouch‐type cell at a capacity retention of >80 %. This work offers insights into reasonable design of the internal structure of micron‐sized SiO x and other materials that undergo conversion or alloying reactions with drastic volume change, to enable high‐energy batteries with stable electrochemistry.
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
LXL完成签到,获得积分10
刚刚
N_wh完成签到,获得积分10
刚刚
安静的棉花糖完成签到 ,获得积分10
刚刚
闾丘曼安完成签到,获得积分10
刚刚
尼卡应助suy采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
思源应助xyz采纳,获得10
1秒前
1秒前
中华有为发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
FashionBoy应助wwww采纳,获得10
2秒前
2秒前
大方嵩发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
猪猪发布了新的文献求助10
4秒前
单薄白薇发布了新的文献求助10
4秒前
豆子完成签到,获得积分10
5秒前
通~发布了新的文献求助10
6秒前
橘子哥完成签到,获得积分10
6秒前
mnm发布了新的文献求助10
7秒前
柔弱凡松发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
SHDeathlock发布了新的文献求助50
8秒前
乐乐应助hu970采纳,获得10
8秒前
单薄白薇完成签到,获得积分10
10秒前
陈杰发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
小张张发布了新的文献求助10
10秒前
乐乐应助YAN采纳,获得10
11秒前
迷惘墨香完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
Cynthia发布了新的文献求助30
12秒前
共享精神应助shenyanlei采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527742
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107867
关于积分的说明 9286956
捐赠科研通 2805612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540026
邀请新用户注册赠送积分活动 716884
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709762