Multifunctional Silicon Anode for Lithium-ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
A silicon anode is prepared for application in lithium-ion batteries that can serve different functions such as decreasing the amount of the binder and thus allowing a larger quantity of the active material, better overall integration of the electrode components upon cycling and better stability of the solid-electrolyte interface that could enable to completely get rid of the expensive electrolyte additives. The synthesis of the materials involves the functionalization of a hydrogenated silicon nanopowder by covalent attachment of polyacrylic acid that partially substitutes the silicon-oxygen bond via a silicon-carbon bond. The presence and grafting of polyacrylic acid is confirmed by transmission and scanning microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared and X-ray diffraction spectroscopy. The electrochemical performance of the silicon anode is evaluated by galvanostatic cycling, cyclic voltammetry and four point-probe electronic conductivity measurements. The composite silicon anode showed a significantly improved performance, relative to the hydrogenated Si electrode in terms of gravimetric capacitance (1200 mAh g-1 for more than 100 cycles at 0.5 C rate) with a 100 % capacity retention in a capacity limited discharge/charge cycling. When an unmodified and modified-based electrodes are allowed to fully discharge/charge, a lower initial capacity loss and a better overall physical integrity of the structure is achieved for the latter. Moreover, the composite electrode performs better at high rate discharge/charge cycles. Unlike reports making use of an electrolyte additive for silicon anode, mainly to afford stability of the solid-electrolyte interface and better cyclability, the polyacrylic acid (PAA) modified silicon composite electrode can be cycled without such additive and demonstrate a better electrochemical performance than the unmodified silicon. Reference: [1] S. Yang, Q. Pan, J. Liu, Electrochem. Commun. 2010, 12, 479. [2] B. D. Assresahegn, T. Brousse, D. Bélanger, Carbon 2015, 92, 362–381. [3] B. D. Assresahegn, D. Bélanger, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 6775. [4] M. P. Stewart, J. M. Buriak, Comments Inorg. Chem. 2010, 23, 179. [5] C. Martin, M. Alias, F. Christien, O. Crosnier, D. Bélanger, T. Brousse, Adv. Mater. 2009, 21, 4735. [6] C. Martin, O. Crosnier, R. Retoux, D. Bélanger, D. M. Schleich, T. Brousse, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3524. Figure 1
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».