可控制的SiO涂层促进离子电池的高稳定Si阳极
Yu Jing1, Guangchao Li1,2,3,4, Zhixing Wang1,2,3,4
1School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 2, 2024
概括
用二氧化 (SiO2) 涂层修改的阳极在离子电池中显示出更好的性能. 这种新的方法通过减轻体积膨胀和副作用来提高能量密度和循环稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- (Si) 是下一代离子电池的一个有前途的阳极材料,因为它的理论能量密度很高.
- 阳极遭受严重的体积膨胀和持续的界面副作用反应,限制了它们的实际应用.
- 一个强大的涂层层可以有效地抑制这些有害影响.
研究的目的:
- 合成和研究Si@SiO2材料,以提高离子电池阳极性能.
- 在性条件下探索Si的蚀刻/氧化机制.
- 为了评估修改后的阳极的电化学特性.
主要方法:
- 通过使用LiOH溶液蚀刻的固体液体反应合成Si@SiO2.
- 在性条件下研究Si的蚀刻/氧化机制.
- 对Si@SiO2作为离子电池中阳极材料的电化学性能测试.
主要成果:
- 成功合成了具有高特异性表面积,多孔性和可控制涂层的Si@SiO2材料.
- 蚀刻-氧化过程创造了一个稳定的固体电解质介相 (SEI),具有高Li+导电性.
- 孔隙结构减少了Si体积膨胀约110%.
- 经过修改的阳极实现了3101.5 mAh g-1的高特异容量,在1 A g-1的500个循环后保留了841.0 mAh g-1.
结论:
- 这种Si@SiO2复合材料有效地解决了离子电池中Si阳极的挑战.
- 协同蚀刻氧化策略显著提高了电化学性能和循环稳定性.
- 这种方法为开发高能量密度基阳极提供了可行的途径.
