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Stable operation of highly loaded pure Si-Fe anode under ambient pressure via carboxy silane-directed robust solid electrolyte interphase

引用

Journal of energy Chemistry 2024年第7期94卷 568-576页

作者： Guntae lim Dong Guk Kang Hyeon Gyu Lee Yen Hai Thi Tran Kihun An Junghyun Choi Kwang Chul Roh Do Youb Kim Seung-Wan Song Department of Chemical Engineering&Applied Chemistry Chungnam National University Daejeon 34134Republic of Korea energy Storage Materials Center Korea Institute of Ceramic Engineering&TechnologyJinju 52851Republic of Korea Advanced energy Materials Research Center Korea Research Institute of Chemical TechnologyDaejeon 34114Republic of Korea

Incorporation of higher content Si anode material beyond 5 wt% to li-ion batteries(liBs)is challenging,owing to large volume change,swelling,and solid electrolyte interphase(SEI)instability ***,a strategy of diacetoxydimethylsilane(DAMS)additive-directed SEI stabilization is proposed for a stable operation of Si-0.33FeSi_(2)(named as Si-Fe)anode without graphite,which provides siloxane inorganics and organics enrichment that compensate insufficient passivation of fluoroethylene carbonate(FEC)additive and reduce a dependence on *** stable cycling performance of highly loaded(3.5 mA h cm^(-2))pure Si-Fe anode is achieved with 2 wt%DAMS combined with 9 wt%FEC additives under ambient pressure,yielding high capacity 1270 mA h g^(-1)at 0.5 C and significantly improved capacity retention of 81% after 100 cycles,whereas short circuit and rapid capacity fade occur with FEC only ***-directed robust SEI layer dramatically suppresses swelling and particles crossover through separator,and therefore prevents short circuit,demonstrating a possible operation of pure Si or Sidominant anodes in the next-generation high-energy-density and safe liBs.

关键词： high-energy li-ion battery Pure Si-Fe anode without graphite Silane additive SEI layer Suppressed swelling

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