中国科学院陈健在Chemical Engineering Journal发文：Al-Si熔体的Fe和Sr组合精炼策略用于制造多级结构Si阳极
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Chemical Engineering Journal
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Combined Fe and Sr refining of Al-Si melt strategy for fabrication of hierarchical structure Si anodes
Ding J.; Sun J.; Ban B.; Jiang X.; Zhu X.; Mo Z.; Markus K.; Teichert C.; Chen J.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.cej.2024.151488
研究背景
近年来，锂离子电池一直备受关注，而硅（Si）作为下一代锂离子电池最具潜力的阳极材料备受工业和学术界推崇。然而，在循环过程中，Si基质的巨大体积变化会损害Si阳极的寿命。许多研究表明，Si基质的结构是影响Si阳极循环性能的关键因素。
研究内容
最新研究提出了一种独特的改性策略，通过向铝硅熔体中添加锶（Sr）和铁（Fe）来制备精细的分层结构Si（HSSi-SrFe）。在锶的毒化作用和铁的精炼作用下，Si基质的形态从粗大片状变为微米级分层结构，具有一维纳米次生分支。由此，HSSi-SrFe相比纳米Si具有更高的轻敲密度、更好的分散性和超过10倍的电导率。同时，HSSi-SrFe@C电极在1000次循环后仍保持着约1000毫安时/克的可逆容量，而LCO || HSSi-SrFe@C全电池在100次循环后表现出91%的容量保留率，且具有高面积容量。
研究意义
这项研究展示了熔体改性策略在可扩展生产低成本、高质量分层结构Si方面的实用性，为高能量密度锂离子电池的应用提供了新思路。通过这种创新方法，或许可以为提升锂离子电池性能开辟新的途径。
这篇论文发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上，为锂离子电池领域的研究和发展带来了新的启示。
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