锂离子电池晶体硅电极初始锂化动力学研究

在{100}、{110}和{111}硅片上进行了电化学实验，以表征晶体Si电极的初始锂化动力学。在恒电流条件下，我们观察到所有取向的恒定细胞电位，这表明存在一个相边界，将晶体硅与非晶态锂化相分开。对于给定的势，这个边界的速度发现{110}硅比其他两个方向快。我们表明，我们对变化相边界速度的测量可以准确地解释晶体硅纳米柱中发展的各向异性形貌和断裂。我们还考虑了电解质/锂硅界面的氧化还原反应、锂在锂化相中的扩散以及锂硅/晶体硅界面的化学反应，建立了动力学模型。从这个模型中，我们量化了界面上的反应速率，并估计了通过锂化硅相的扩散率的下限。

该论文已被接受在Nano Letters发表，可从以下网站下载:

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl302841y

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