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Amorphous SiO2 Nanoparticles Encapsulating a SiO Anode with Strong Structure for High-Rate Lithium-Ion Batteries
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-01-09 , DOI: 10.1021/acsaem.3c02879 Xiebo Hu 1 , Ping Xu 1 , Mingdong Liao 1 , Xiuqing Lu 1 , Guobo Shen 1 , Chenghao Zhong 1 , Mingyu Zhang 1 , Qizhong Huang 1 , Zhean Su 1
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-01-09 , DOI: 10.1021/acsaem.3c02879 Xiebo Hu 1 , Ping Xu 1 , Mingdong Liao 1 , Xiuqing Lu 1 , Guobo Shen 1 , Chenghao Zhong 1 , Mingyu Zhang 1 , Qizhong Huang 1 , Zhean Su 1
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Constructing a robust structure is crucial for addressing the inherent flaws of SiO-based anode materials, such as significant volume expansion and high ion and electron resistance. Therefore, in this article, we synthesized a SiO-based composite denoted as SiO–SiO2@C via a facile liquid-phase method. This composite possessed a sturdy three-dimensional structure and dual functionality. The superstructure was formed by the carbon-coated amorphous SiO2 nanoparticles surrounding the SiO particles, which endowed the structural stability of SiO–SiO2@C. It is worth noting that the SiO–SiO2@C composite manifested a high ICE of 75.7% and an impressive reversible capacity of 1061.0 mA h g–1 at 0.2 A g–1 after 100 cycles, with a 97% capacity retention compared to the second discharge. Furthermore, this electrode showed exceptional cycle performance of 430.5 mA h g–1 after 700 cycles at 2 A g–1 and rate performance with an average reversible capacity of 703.4 mA h g–1 at 3 A g–1. Overall, the prepared SiO–SiO2@C electrode material displayed a huge opportunity for lithium-ion battery anodes.
中文翻译：
非晶态 SiO2 纳米颗粒封装具有坚固结构的 SiO 阳极，用于高倍率锂离子电池
构建坚固的结构对于解决 SiO2 基阳极材料的固有缺陷至关重要，例如显着的体积膨胀以及高离子和电子电阻。因此，在本文中，我们通过简单的液相方法合成了一种SiO基复合材料，表示为SiO–SiO 2 @C。这种复合材料具有坚固的三维结构和双重功能。上部结构由围绕SiO颗粒的碳包覆的无定形SiO 2纳米颗粒形成，这赋予了SiO-SiO 2 @C的结构稳定性。值得注意的是，SiO-SiO 2 @C 复合材料在 100 次循环后表现出 75.7% 的高 ICE 和0.2 A g –1下 1061.0 mA hg –1的令人印象深刻的可逆容量，与第二次放电。此外，该电极在 2 A g –1下循环 700 次后表现出 430.5 mA hg –1的优异循环性能，在 3 A g –1下平均可逆容量为 703.4 mA hg –1的倍率性能。总体而言，所制备的SiO-SiO 2 @C电极材料为锂离子电池负极展示了巨大的机会。
更新日期：2024-01-09
中文翻译：
非晶态 SiO2 纳米颗粒封装具有坚固结构的 SiO 阳极，用于高倍率锂离子电池
构建坚固的结构对于解决 SiO2 基阳极材料的固有缺陷至关重要，例如显着的体积膨胀以及高离子和电子电阻。因此，在本文中，我们通过简单的液相方法合成了一种SiO基复合材料，表示为SiO–SiO 2 @C。这种复合材料具有坚固的三维结构和双重功能。上部结构由围绕SiO颗粒的碳包覆的无定形SiO 2纳米颗粒形成，这赋予了SiO-SiO 2 @C的结构稳定性。值得注意的是，SiO-SiO 2 @C 复合材料在 100 次循环后表现出 75.7% 的高 ICE 和0.2 A g –1下 1061.0 mA hg –1的令人印象深刻的可逆容量，与第二次放电。此外，该电极在 2 A g –1下循环 700 次后表现出 430.5 mA hg –1的优异循环性能，在 3 A g –1下平均可逆容量为 703.4 mA hg –1的倍率性能。总体而言，所制备的SiO-SiO 2 @C电极材料为锂离子电池负极展示了巨大的机会。
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