电化学锂化硅的高损伤容忍度

王旭，等。电化学锂化硅的高损伤容忍度。Nature Communications 6:8417 doi: 10.1038/ncomms9417(2015)。

摘要

高容量电极材料的机械退化和由此产生的容量衰减严重阻碍了它们在高性能可充电电池中的应用。尽管人们对大容量电极材料的电化学-力学行为进行了大量的研究，但其断裂性能和机制在很大程度上仍然是未知的。本文报道了电化学锂化硅损伤容限的纳米力学研究。我们的原位透射电镜实验揭示了原始硅的脆性断裂与完全锂化硅的韧性拉伸变形的显著对比。通过纳米压痕进行的断裂韧性定量测量表明，当锂硅摩尔比增加到1.5以上时，断裂发生了快速的脆性向韧性转变。分子动力学模拟阐明了由原子键和锂化诱导增韧控制的脆性到韧性转变的机制基础。我们的研究结果揭示了非晶富锂硅合金的高损伤容限，对耐用可充电电池的开发具有重要意义。

http://www.nature.com/ncomms/2015/150924/ncomms9417/full/ncomms9417.html

http://www.news.gatech.edu/2015/09/24/nano-mechanical-study-offers-new-a..。