Silicon nanowire degradation and stabilization during lithium cycling by SEI layer formation

Nano Letters

Volumn 14, Issue 6, 2014, Pages 3088-3095

  Cho, Jeong Hyun ^a,b   Picraux, S Tom ^b  

^a University of Minnesota   (United States)

^b LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

current density; fracture; Lithium ion battery; silicon nanowire; solid electrolyte interphase (SEI); surface morphology

Indexed keywords

CURRENT DENSITY; FRACTURE; LITHIUM BATTERIES; LITHIUM COMPOUNDS; NANOWIRES; SEEBECK EFFECT; SOLID ELECTROLYTES; SURFACE MORPHOLOGY;

ADVANCED LITHIUM-ION BATTERIES; CAPACITY RETENTION; DIRECT MEASUREMENT; HIGH SURFACE-TO-VOLUME RATIO; LITHIUM-ION BATTERY; SILICON NANOWIRES; SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE; SPECIFIC CAPACITIES;

SILICON;

EID: 84902275950     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl500130e     Document Type: Article

References (34)

1. Boukamp, B. A.; Lesh, G. C.; Huggins, R. A. J. Electrochem. Soc. 1981, 128, 725-729
2. Chan, C. K.; Peng, H.; Liu, G.; McIlwrath, K.; Zhang, X. F.; Huggins, R. A.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 31-35
3. Cho, J. H.; Li, X.; Picraux, S. T. J. Power Sources 2012, 205, 467-473
4. Chan, C. K.; Ruffo, R.; Hong, S. S.; Huggins, R. A.; Cui, Y. J. Power Sources 2009, 189, 34-39
5. Zhao, K.; Pharr, M.; Wan, Q.; Wang, W. L.; Kaxiras, E.; Vlassak, J. J.; Suoa, Z. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A238-A243
6. Liu, X. H.; Zhong, L.; Huang, S.; Mao, S. X.; Zhu, T.; Huang, J. Y. ACS Nano 2012, 6, 1522-1531
7. Ryu, I.; Choi, J. W.; Cui, Y.; Nix, W. D. J. Mech. Phys. Solids 2011, 59, 1717-1730
8. Hertzberg, B.; Alexeev, A.; Yushin, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8548-8549
9. Wu, H.; Chan, G.; Choi, J. W.; Ryu, I.; Yao, Y.; McDowell, M. T.; Lee, S. W.; Jackson, A.; Yang, Y.; Hu, L.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 310-315
10. Cho, J. H.; Picraux, S. T. Nano Lett. 2013, 13, 5740-5747
11. Verma, P.; Maire, P.; Novak, P. Electrochim. Acta 2010, 55, 6332-6341
12. Aurbach, D. J. Power Sources 2000, 89, 206-218
13. Lee, Y. M.; Lee, J. Y.; Shim, H. T.; Lee, J. K.; Park, J. K. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, A515-A519
14. Wu, H.; Zheng, G.; Liu, N.; Carney, T. J.; Yang, Y.; Cui, Y. Nano Lett. 2012, 12, 904-909
15. Pinson, M. B.; Bazant, M. Z. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A243-A250
16. Smith, A. J.; Burns, J. C.; Zhao, X.; Xiong, D.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A447-A452
17. Yoshida, T.; Takahashi, M.; Morikawa, S.; Ihara, C.; Katsukawa, H.; Shiratsuchi, T.; Yamaki, J. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A576-A582
18. Liu, X. H.; Wang, J. W.; Huang, S.; Fan, F.; Huang, X.; Liu, Y.; Krylyuk, S.; Yoo, J.; Dayeh, S. A.; Davydov, A. V.; Mao, S. X.; Picraux, S. T.; Zhang, S.; Li, J.; Zhu, T.; Huang, J. Y. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 749-756
19. Liu, X. H.; Zhang, L. Q.; Zhong, L.; Liu, Y.; Zheng, H.; Wang, J. W.; Cho, J. H.; Dayeh, S. A.; Picraux, S. T.; Sullivan, J. P.; Mao, S. X.; Ye, Z. Z.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2011, 11, 2251-2258
20. Xu, W.; Vegunta, S. S.; Flake, J. C. J. Power Sources 2011, 196, 8583-8589
21. Chan, C. K.; Ruffo, R.; Hong, S. S.; Cui, Y. J. Power Sources 2009, 189, 1132-1140
22. Pereira-Nabais, C.; Światowska, J.; Chagnes, A.; Ozanam, F.; Gohier, A.; Tran-Van, P.; Cojocaru, C.; Cassir, M.; Marcus, P. Appl. Surf. Sci. 2013, 266, 5-16
23. Qu, J.; Li, H.; Henry, J. J., Jr.; Martha, S. K.; Dudney, N. J.; Xu, H.; Chi, M.; Lance, M. J.; Mahurin, S. M.; Besmann, T. M.; Dai, S. J. Power Sources 2013, 198, 312-317
24. Yao, Y.; Liu, N.; McDowell, M. T.; Pasta, M.; Cui, Y. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7927-7930
25. Deshpande, R.; Verbrugge, M.; Cheng, Y.; Wang, J.; Liuc, P. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A1730-A1738
26. Wan, W.; Zhang, Q.; Cui, Y.; Wang, E. J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 415501
27. Song, J.; Bazant, M. Z. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A15-A24
28. Netz, A.; Huggins, R. A.; Weppner, W. Ionics 2001, 7, 433-439
29. Netz, A.; Huggins, R. A. Solid State Ionics 2004, 175, 215-219
30. Ploehn, H. J.; Ramadass, P.; White, R. E. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A456-A462
31. Choi, J. W.; McDonough, J.; Jeong, S.; Yoo, J. S.; Chan, C. K.; Cui, Y. Nano Lett. 2010, 10, 1409-1413
32. Smith, A. J.; Burns, J. C.; Dahn, J. R. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A177-A179
33. Philippe, B.; Dedryvere, R.; Allouche, J.; Lindgren, F.; Gorgoi, M.; Rensmo, H.; Gonbeau, D.; Edstrom, K. Chem. Mater. 2012, 24, 1107-1115
34. Krishnan, R.; Lu, T. M.; Koratkar, N. Nano Lett. 2011, 11, 377-384