图 1. 本实验中应用的 SSFB 的结构示意图 (a) 和相应的实际设置 (b) 以及电极反应器的各个组件的示意图 (c)。 图 2. ANSBM 合成的整个过程示意图及其在不同阳极系统(纳米硅、石墨和 SiOx)中的展示应用。 图 3. (a) 在 SSFB 中循环的 μm Si/KB 样品的前 3 条 CV 曲线和 (b) 前 10 条恒电流放电/充电曲线。(b) 中的插图显示了 μm Si/KB 样品的第 9 次和第 10 次循环的曲线。 图 4 μm Si∧KB 和 SSFB 反应器在 1 次循环、5 次循环、9 次循环和 10 次循环后的 X 射线衍射。 图 5. ANSBM 样本中选定区域的 μm Si( a-c)、 μm Si∧KB (d-f) 和 ANSBM (g-i) 的 SEM 图像和 EDS 结果 (j, k)。 图 6. (a-c) 不同地区 ANSBM 的 STEM 图像。(d-f)任何区域的ANSBM的STEM图像和红框中的相应局部放大率。(d) 中的插图是(d)的SAED。任何区域的团聚体的局部放大 STEM 图像(g 和 h)和(i)相应的 HRTEM 图像。两个晶面间距(1.14 和 1.22 Å)对应于 LiF 结构的(220)和(311)面。 图 7 微米Si∧KB (a, b)、nm Si/KB (c, d)和ANSBM (e, f)的N2吸附和解吸等温线及相应的BJH孔径分布曲线。 图 8. ANSBM 10 秒溅射之前 (a) 和之后 (d) 的 XPS 光谱。ANSBM 在 (b, c) 和 (e, f) 10s 溅射之前和之后的 Li 1s 和 Si 2p 的高分辨率 XPS 光谱。 图 9. μm Si 颗粒表面和内部的机理示意图。放电时形成涂层和 LizSi 合金,进一步充电时形成 LiySi 合金 (z > y)。 ANSBM中的LixSi合金会在反复充放电后形成。 图 10. ANSBM 在 0.005-3 V 的固定电压窗口下进行第一次充电和下一次放电/充电循环 (a)。在引入/不引入 ANSBM 的情况下,nm Si (b)、SiOx(c) 和石墨 (d) 的第一次放电/充电曲线。 图 11. 与 ANSBM 复合的 SiOx电极在空气中储存 0、3、7 和 30 天后的首次充电电压曲线 (a)。插图显示了第一次充电比容量相对于存储时间的趋势。具有/不具有 ANSBM 成分(按质量计 10%)的 SiOx的第一次放电/充电曲线在空气中存储 30 天(b)。 相关研究成果由中国科学院宁波材料技术与工程研究所Xiuxia Zuo和Yonggao Xia等人2022年发表在ACS Applied Materials & Interfaces (https:///10.1021/acsami.2c03145)上。原文:In Situ Synthesis and Dual Functionalization of Nano Silicon Enabled by a Semisolid Lithium Rechargeable Flow Battery。 |
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