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2025 article

Stress-Dissipating Cocontinuous Carbon–Silicon Microparticles for High-Energy Lithium-Ion Batteries with Low Expansions

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Large lithiation-induced expansion impedes the application of silicon anodes in lithium-ion batteries (LIBs). Although porous particles alleviate expansion, increasing structural fragility and specific surface area (SSA) negate cell performance. Here, we report structurally robust, low-SSA (5.2 m 2 /g) microparticles with cocontinuous carbon–silicon architecture (C–CSi). This design features a 3D interpenetrating nanosilicon and porous carbon network, encapsulated within micrometer-sized particles. As opposed to conventional carbon–silicon microparticles with discrete Si distribution, the continuous structure disperses lithiation stress and facilitates intraparticle Li diffusion, enabling high initial Coulombic efficiency (88.4%), and large calendaring compatibility (>1.4 g/cm 3 ). Particle-specific tracking, finite element simulations, and operando Raman spectroscopy reveal stress dissipation and electrolyte isolation. The C–CSi/graphite || NCM811 pouch cells (4 mAh/cm 2 ) showed >80% capacity over 300 cycles with minimal expansion comparable to graphite, and the stacked pouch cells achieve 330 Wh/kg. This work presents a novel carbon–silicon architecture for high-energy LIBs with minimized expansion.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Stress-Dissipating Cocontinuous Carbon–Silicon Microparticles for High-Energy Lithium-Ion Batteries with Low Expansions
Date Crossref
08/10/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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