Enabling Aluminum-Silicon Electrodes As Monolithic Anodes for Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Based on current trends in lithium-ion battery (LIB) production and forecasts for immense demand of these energy storage devices, it is evident that all cell components will need dramatic improvement in the future. Although anode materials may be considered by some to be a lower priority, compared to cathode materials, the cost of the anode (and Cu foil current collector) comprise nearly 25% of the materials cost of a LIB cell, and consume ~30% of the volume. Among the possible alternative anode materials for LIBs to replace slurry-based graphite electrodes, alloying materials such as Si, Sn, Al and Ge are promising candidates. Despite the attractive advantages of aluminum-based electrodes (such as low cost, good geographic dispersity and high abundancy), capacity fade due to a large volume change associated with the α/β (Al/LiAl) phase transformation during cycling is the key problem. Al alloy or composite electrodes are a promising strategy for improving the reliability of Al-based electrodes. Among the Al-based monolithic anode materials for LIBs, to the best of our knowledge, Al-rich Al-Si alloys or composites have rarely been investigated. The present work highlights a new achievement towards realizing monolithic, free-standing alloy anodes which can significantly reduce both the cost and processing complexity of LIB electrodes. Herein, we propose a novel strategy to enable the use of aluminum-silicon alloys as monolithic anodes for LIBs. Accordingly, the microstructural, morphological, and electrochemical evolution of Al-Si thin-films of various compositions were investigated, with a focus on understanding the process of Al-Si-Li ternary phase formation during lithiation (in the particular case of excess Al). Ex situ microscopy observations, along with comprehensive electrochemical analysis, suggests that remarkable performance can be achieved by controlling the electrochemical condition for the formation of Al-Si-Li ternary phase, such that no LiAl (β phase) forms during lithiation. In other words, Al-Si-Li ternary phase is cycled within a soft aluminum matrix, thereby avoiding the degradation associated with the de-/lithiation of the β phase [1]. [1] M. H. Tahmasebi, D. Kramer, R. Mönig, and S. T. Boles, “Insights into Phase Transformations and Degradation Mechanisms in Aluminum Anodes for Lithium-Ion Batteries,” J. Electrochem. Soc., vol. 166, no. 3, pp. A5001–A5007, 2019.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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) | 0,000 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».