Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc trưng hóa hệ thống anode hybrid Li-ion từ silicon được lắng đọng bằng laser xung trên graphene nhiều lớp được tổng hợp bằng hơi hóa học
Tóm tắt
Một hệ thống anode hybrid cho ứng dụng pin lithium (Li) ion dựa trên các lớp silicon được lắng đọng bằng laser xung trên các lớp graphene nhiều lớp (MLG) được tổng hợp bằng hơi hóa học trên nền bọt nickel đã được đặc trưng điện hóa học. Vật liệu được sinh ra đã được chế tạo trực tiếp thành anode mà không cần keo dính và được thử nghiệm trong cấu hình ô nửa. Có bằng chứng cho thấy sự tham gia của cả graphene nhiều lớp và Si trong quá trình truyền tải ion Li. Ngay cả khi được chu kỳ dưới giới hạn điện áp căng thẳng làm tăng tốc độ suy thoái, các lớp MLG–Si đã thể hiện độ ổn định cao hơn so với các anode chỉ chứa Si, đặc biệt là ở các tỷ lệ chu kỳ cao hơn. Không giống như các tế bào Si hiển thị sự suy giảm dung lượng ngay cả trong vài chu kỳ đầu tiên, các tế bào MLG–Si cho thấy sự phân bố dung lượng rất hẹp, cho thấy vai trò của các lớp graphene trong việc cải thiện độ bám dính của Si và hoạt động như một bộ đệm đàn hồi cho sự mở rộng thể tích của nó. Dung lượng trung bình cụ thể ổn định khoảng ~1.200 mAh/g cho tổng trọng lượng MLG + Si, qua 80 chu kỳ ở tốc độ C/5, đã được đạt được cho anode MLG–Si. Việc đặc trưng hóa trước và sau chu kỳ của vật liệu anode đã tiết lộ sự khác biệt giữa hai hệ thống.
Từ khóa
#anode hybrid #pin lithium ion #silicon #graphene nhiều lớp #đặc trưng hóa điện hóa họcTài liệu tham khảo
M.N. Obrovac, L. Christensen, Electrochem. Solid State Lett. 7(5), A93 (2004)
J. Li, J.R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 154(3), A156–A161 (2007)
T.D. Hatchard, J.R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 151(6), A838–A842 (2004)
M.N. Obrovac, L.J. Krause, J. Electrochem. Soc. 154(2), A103–A108 (2007)
L.Y. Beaulieu, T.D. Hatchard, A. Bonakdarpour, M.D. Fleischauer, J.R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 150(11), A1457–A1464 (2003)
J.P. Maranchi, A.F. Hepp, P.N. Kumta, Electrochem. Solid State Lett. 6(9), A198–A201 (2003)
J. Graetz, C.C. Ahn, R. Yazami, B. Fultz, Electrochem. Solid State Lett. 6(9), A194–A197 (2003)
S. Ohara, J. Suzuki, K. Sekine, T. Takamura, J. Power Sources 119–121, 591–596 (2003)
T.L. Kulova, A.M. Skundin, Y.V. Pleskov, E.I. Terukov, O.I. Kon’kov, J. Electroanal. Chem. 600(1), 217–225 (2007)
K.-L. Lee, J.-Y. Jung, S.-W. Lee, H.-S. Moon, J.-W. Park, J. Power Sources 129(2), 270–274 (2004)
V.A. Sethuraman, K. Kowolik, V. Srinivasan, J. Power Sources 196(1), 393–398 (2011)
V.A. Sethuraman, V. Srinivasan, J. Newman, J. Electrochem. Soc. 160(2), A394–A403 (2012)
H. Wu, Y. Cui, Nano Today 7(5), 414–429 (2012)
C.K. Chan, R. Ruffo, S.S. Hong, R.A. Huggins, Y. Cui, J. Power Sources 189(1), 34–39 (2009)
C.K. Chan, H. Peng, G. Liu, K. McIlwrath, X.F. Zhang, R.A. Huggins, Y. Cui, Nat Nano 3(1), 31–35 (2008)
E. Quiroga-González, J. Carstensen, H. Föll, Electrochim. Acta 101, 93–98 (2013)
L.-F. Cui, R. Ruffo, C.K. Chan, H. Peng, Y. Cui, Nano Lett. 9(9), 491–495 (2009)
L.-F. Cui, Y. Yang, C.-M. Hsu, Y. Cui, Nano Lett. 9(9), 3370–3374 (2009)
M.W. Forney, R.A. DiLeo, A. Raisanen, M.J. Ganter, J.W. Staub, R.E. Rogers, R.D. Ridgley, B.J. Landi, J. Power Sources 228, 270–280 (2013)
H. Wu, G. Zheng, N. Liu, T.J. Carney, Y. Yang, Y. Cui, Nano Lett. 12(2), 904–909 (2012)
M. Thakur, S.L. Sinsabaugh, M.J. Isaacson, M.S. Wong, S.L. Biswal, Sci. Rep. 2, 795 (2012)
J. Luo, X. Zhao, J. Wu, H.D. Jang, H.H. Kung, J. Huang, J. Phys. Chem. Lett. 3(13), 1824–1829 (2012)
R.C. Guzman, J. Yang, M.M.-C. Cheng, S.O. Salley, K.Y. Simon Ng, J. Mater. Sci. 48(14), 4823–4833 (2013)
Y. Yao, M.T. McDowell, I. Ryu, H. Wu, N. Liu, L. Hu, W.D. Nix, Y. Cui, Nano Lett. 11(7), 2949–2954 (2011)
X. Zhou, Y.X. Yin, L.J. Wan, Y.G. Guo, Chem. Commun. (Camb.) 48(16), 2198–2200 (2012)
L. Ji, H. Zheng, A. Ismach, Z. Tan, S. Xun, E. Lin, V. Battaglia, V. Srinivasan, Y. Zhang, Nano Energy 1(1), 164–171 (2012)
Y.Q. Zhang, X.H. Xia, X.L. Wang, Y.J. Mai, S.J. Shi, Y.Y. Tang, C.G. Gu, J.P. Tu, J. Power Sources 213, 106–111 (2012)
K. Evanoff, A. Magasinski, J. Yang, G. Yushin, Adv. Energy Mater. 1(4), 495–498 (2011)
J. Ji, H. Ji, L.L. Zhang, X. Zhao, X. Bai, X. Fan, F. Zhang, R.S. Ruoff, Adv. Mater. 25(33), 4673–4677 (2013)
G. Radhakrishnan, P.M. Adams, B. Foran, M.V. Quinzio, M.J. Brodie, APL Mater. 1(6), 062103 (2013)
X. Liu, D. Wang, S. Shi, Electrochim. Acta 87, 865–871 (2013)
Q. Sa, Y. Wang, J. Power Sources 208, 46–51 (2012)
G. Radhakrishnan, P.M. Adams, A.D. Stapleton, H.G. Muller, B.J. Foran, Appl. Phys. A 105(1), 31–37 (2011)
G. Radhakrishnan, J.D. Cardema, P.M. Adams, H.I. Kim, B. Foran, J. Electrochem. Soc. 159(6), A752–A761 (2012)
M.D. Levi, E.A. Levi, D. Aurbach, J. Electroanal. Chem. 421, 89–97 (1997)