Volume expansion of amorphous silicon electrodes during potentiostatic lithiation of Li-ion batteries
Volume expansion of amorphous silicon electrodes during potentiostatic lithiation of Li-ion batteries
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锂离子电池恒电位锂化过程中非晶硅电极的体积膨胀
DOI：
10.1016/j.elecom.2020.106738
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发表时间：
2020
影响因子：
5.4
通讯作者：
J. Stahn
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H. Schmidt;B. Jerliu;E. Hüger;J. Stahn
在锂离子电池的电极电化学循环过程中，由于应力形成、电极断裂和集电层剥离等原因，大量的修饰常常限制了电池的成功应用。在本研究中，我们研究了大容量电极材料非晶硅在恒电位锂化过程中的体积变化。用手术中中子反射法研究了Li/Li+在0.45、0.28、0.19和0.06 nV的电位下的锂离子交换膜电极。我们发现，每个电势的体积和电荷态之间存在强烈的非线性相关性，这与恒电流锂化的结果形成了强烈的对比。一种可能的解释是，对于每个恒电位锂化步骤开始时出现的高电流密度，电极材料中会产生自由体积，导致不成比例的体积膨胀。
Large volume modifications during electrochemical cycling of electrodes in Li-ion batteries often limit successful applications due to stress formation, electrode fracture and delamination from the current collector. In this study, we carried out investigations on the volume changes taking place during potentiostatic lithiation of the high capacity electrode material amorphous silicon. Thin film electrodes were investigated at potentials of 0.45, 0.28, 0.19 und 0.06 V vs Li/Li+during lithiation using in-operando neutron reflectometry. We found a strongly non-linear correlation between volume and state-of-charge for each potential applied in strong contrast to the results of galvanostatic lithiation. A possible explanation might be that for high current densities occurring at the beginning of each potentiostatic lithiation step free volumes are created in the electrode material leading to disproportionate volume expansion.
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DOI：
10.1016/j.nima.2016.03.007
发表时间：
2016
影响因子：
1.4
作者：
J. Stahn;A. Glavic
通讯作者：
A. Glavic
影响因子：
8.4
作者：
Dong, Kang;Markoetter, Henning;Manke, Ingo
通讯作者：
Manke, Ingo
低锂浓度下非晶 LixSi 中的锂示踪扩散
影响因子：
3.7
作者：
F. Strauß;L. Dörrer;M. Bruns;H. Schmidt
通讯作者：
H. Schmidt
影响因子：
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作者：
Nelson, A
通讯作者：
Nelson, A
影响因子：
3.7
作者：
Uxa, Daniel;Jerliu, Bujar;Schmidt, Harald
通讯作者：
Schmidt, Harald