Impact of exposing lithium metal to monocrystalline vertical silicon nanowires for lithium-ion microbatteries
Rattachement africain : id, de, il, sg. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Abstract Silicon has attracted considerable attention for use as high-capacity anodes of lithium-ion microbatteries. However, its extreme volume change upon (de-)lithiation still poses a challenge for adoption as it leads to severe active lithium loss that shortens the cycle life. Here, we fabricate three-dimensional monocrystalline vertical silicon nanowires on a silicon wafer using low-cost metal-assisted chemical etching, then cover them with lithium using thermal evaporation prior to the battery operation as the pre-lithiation step, to investigate its impact on electrochemical performance. To reveal the underlying physical and electrochemical mechanisms, we also process a comparative planar monocrystalline silicon. We find that pre-lithiation results in improved (de-)lithiation behavior, especially in planar silicon-based cells, while silicon nanowire-based cells exhibit low capacity in early cycles. This study sheds light on the surface design and structural modification of monocrystalline silicon nanowires with respect to pre-lithiation by lithium thermal evaporation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Impact of exposing lithium metal to monocrystalline vertical silicon nanowires for lithium-ion microbatteries
- Date Crossref
- 04/08/2023
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Sumatera Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Technische Universität Braunschweig pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Münster Recycling and Application (BACCARA) pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Helmholtz-Institute Münster pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Ben-Gurion University of the Negev Department of Solar Energy and Environmental Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Bandung Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Nanyang Technological University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Forschungszentrum Jülich pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut Teknologi Sumatera (ITERA) Engineering Physics Program pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Semiconductor Technology (IHT) and Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA) pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Faculty of Mechanical and Aerospace Material Science and Engineering Research Group pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Sumatera Institute of Technology, Technische Universität Braunschweig et Recycling and Application (BACCARA) — University of Münster, avec 9 autres affiliations.
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