Electrochemical lithiation of silicon with varied crystallographic orientation


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The anisotropy of lithium intercalation into the silicon anodes of Li-ion batteries is studied on microstructures having the form of a grid with 0.5-μm-thick vertical walls and on silicon wafers of varied orientation. Electrochemical lithiation is performed at room temperature in the galvanostatic mode. The charging curves of the microstructure and flat Si anodes are examined. Secondary-ion mass spectroscopy is used to determine the distribution of intercalated Li atoms across the wafer thickness. The experimental data are analyzed in terms of the two-phase model in which the lithiation process is limited by the propagation velocity of the front between the amorphous alloy with a high Li content and the crystalline Si substrate. The relationship between the rates of Li intercalation into different crystallographic planes: (110), (111), and (100), is found to be V110: V111: V100 = 3.1: 1.1: 1.0. It is demonstrated that microstructure anodes with (110) walls have the highest cycle life and withstand ~600 cycles when charged and discharged at a rate of 0.36 C.

Об авторах

E. Astrova

Ioffe Physical–Technical Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

A. Rumyantsev

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

G. Li

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

A. Nashchekin

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

D. Kazantsev

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

B. Ber

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

V. Zhdanov

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: east@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).