祝贺施杨同学关于锂离子电池中硅负极过程的研究工作被Nano Energy接收发表!
硅由于丰富的储量和高的理论比容量(3579 mAh g-1),是一种极具潜力的负极材料。然而硅在锂化过程中剧烈的体积膨胀导致表面SEI膜破裂,制约了其实际应用。深入研究硅的锂化机理,分析其锂化过程中体积膨胀的各向异性,有望提出锂化膨胀最小的晶向,并指导硅电极的结构设计。
通过原位AFM观察了单晶硅电极表面SEI膜的生长以及锂化过程中的各向异性行为,发现在刻蚀处理的Si (111)表面,锂化过程趋向于沿着<121>晶向进行,并且沿着硅的台阶膨胀并形成规则排列的纳米柱,体积变化较小且可逆性良好;而在Si (100)表面,趋向于沿垂直于(100)晶面锂化形成锥状结构,体积膨胀明显且可逆性较差。阐明了单晶硅体系锂化去锂化过程中的可逆性,揭示了相应的结构-反应相关性。该成果近期发表在《Nano Energy》上。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519303751
Elucidating the Interfacial Evolution and Anisotropic Dynamics on Silicon Anodes in Lithium-ion Batteries
Nano Energy, 2019, 61, 304–310.
图1. 单晶硅各向异性去锂化原位AFM示意图。