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Confining ultrafine li3p nanoclusters in porous carbon for highperformance lithium-ion battery anode

Nano Research 2020年第4期13卷 1122-1126页

作者： Eryang Mao Wenyu Wang Mintao Wan li Wang Xiangming He Yongming Sun Wuhan National Laboratory for Optoelectronics Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

High-capacity lithium-containing alloy anodes(e.g.,li4.4Si,li4.4Sn,and li3p)enable lithium-free cathodes(e.g.,Sulfur,V2O5,and FeF3)to produce next-generation lithium-ion batteries(liBs)with high energy density.Herein,we design a li3p/C nanocomposite with li3p ultrafine nanodomains embedded in micrometer-scale porous carbon particles.Benefiting from the unique micro/nanostructure of the li3p/C nanocomposite,electrons transfer rapidly through the conductive pathway provided by the porous carbon framework and the volume change between li3p and p is confined in the nanopores of the carbon,which avoids the collapse of the whole li3p/C composite particles.As expected,the as-achieved li3p/C nanocomposite provided a high available lithium-ion capacity of 791 mAh/g(calculated based on the mass of li3p/C)at 0.1 C during the initial delithiation process.Meanwhile,the li3p/C nanocomposite showed 75%of its 0.5 C capacity at 6 C and stable cycling stability.

关键词： li3p nanoclusters porous carbon lithium-containing anode high capacity lithium-ion batteries

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