单根硅纳米线阳极的超快电化学锂化

纳米快报,DOI:10.1021 / nl200412p

利用先进的原位透射电子显微镜，我们发现碳涂层的加入与重掺杂结合导致硅纳米线的高充电率。碳涂层和磷掺杂都使纳米线的导电性提高了2到3个数量级，进而使充电速率提高了1个数量级。此外，在锂化过程中的两步相变过程中，直接观察和表征了电化学固态非晶化(ESA)和逆ESA:晶体硅(Si)转变为非晶锂硅(LixSi)，后者转变为晶体Li15Si4(容量3579 mAh/g)。超快充电速率主要得益于纳米级扩散长度和电子离子输运的改善。这些结果为如何在电动汽车锂离子电池和其他电子电源应用中使用Si作为高能量密度和高功率密度阳极提供了重要的见解。