A facile, low-cost synthesis of high-performance silicon-based composite anodes with high tap density for lithium-ion batteries

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 3, Issue 5, 2015, Pages 2399-2406

  Kim, Sang Ok ^a   Manthiram, Arumugam ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM; ALUMINUM COATINGS; AMORPHOUS SILICON; ANODES; CARBON; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; LITHIUM-ION BATTERIES; MILLING (MACHINING); SECONDARY BATTERIES; SILICON; SILICON BATTERIES; SILICON OXIDES; SYNTHESIS (CHEMICAL);

ALTERNATIVE ANODES; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; ELECTRONIC CONDUCTIVITY; ENVIRONMENTALLY BENIGN; HIGH TAP DENSITIES; MECHANOCHEMICAL REACTIONS; REVERSIBLE CAPACITY; SI NANO-CRYSTALLITES;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84921692796     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ta06113f     Document Type: Article

References (50)

1. J. M. Tarascon and M. Armand, Nature, 2001, 414, 359-367.
2. C. M. Park, J. H. Kim, H. Kim and H. J. Sohn, Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3115-3141.
3. P. G. Bruce, B. Scrosati and J. M. Tarascon, Angew. Chem., Int. Ed., 2008, 47, 2930-2946.
4. M. N. Obrovac and L. Christensen, Electrochem. Solid-State Lett., 2004, 7, A93-A96.
5. J. Li and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 2007, 154, A156-A161.
6. S. B. Son, S. C. Kim, C. S. Kang, T. A. Yersak, Y. C. Kim, C. G. Lee, S. H. Moon, J. S. Cho, J. T. Moon, K. H. Oh and S. H. Lee, Adv. Energy Mater., 2012, 2, 1226-1231.
7. U. Kasavajjula, C. S. Wang and A. J. Appleby, J. Power Sources, 2007, 163, 1003-1039.
8. W. J. Lee, T. H. Hwang, J. O. Hwang, H. W. Kim, J. Lim, H. Y. Jeong, J. Shim, T. H. Han, J. Y. Kim, J. W. Choi and S. O. Kim, Energy Environ. Sci., 2014, 7, 621-626.
9. J. H. Ryu, J. W. Kim, Y. E. Sung and S. M. Oh, Electrochem. Solid-State Lett., 2004, 7, A306-A309.
10. Y. Zheng, J. Yang, J. L. Wang and Y. N. NuLi, Electrochim. Acta, 2007, 52, 5863-5867.
11. Y. Liu, Z. Y. Wen, X. Y. Wang, X. L. Yang, A. Hirano, N. Imanishi and Y. Takeda, J. Power Sources, 2009, 189, 480-484.
12. T. Kim, S. Park and S. M. Oh, Electrochem. Commun., 2006, 8, 1461-1467.
13. Y. Chen, J. F. Qian, Y. L. Cao, H. X. Yang and X. P. Ai, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, 4, 3753-3758.
14. J. Y. Luo, X. Zhao, J. S. Wu, H. D. Jang, H. H. Kung and J. X. Huang, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3, 1824-1829.
15. B. Liu, X. F. Wang, H. T. Chen, Z. R. Wang, D. Chen, Y. B. Cheng, C. W. Zhou and G. Z. Shen, Sci. Rep., 2013, 3, 1622.
16. H. T. Chen, J. Xu, P. C. Chen, X. Fang, J. Qiu, Y. Fu and C. W. Zhou, ACS Nano, 2011, 5, 8383-8390.
17. B. Wang, X. L. Li, X. F. Zhang, B. Luo, Y. B. Zhang and L. J. Zhi, Adv. Mater., 2013, 25, 3560-3565.
18. B. Wang, X. L. Li, T. F. Qiu, B. Luo, J. Ning, J. Li, X. F. Zhang, M. H. Liang and L. J. Zhi, Nano Lett., 2013, 13, 5578-5584.
19. C. K. Chan, H. L. Peng, G. Liu, K. McIlwrath, X. F. Zhang, R. A. Huggins and Y. Cui, Nat. Nanotechnol., 2008, 3, 31-35.
20. D. Y. Chen, X. Mei, G. Ji, M. H. Lu, J. P. Xie, J. M. Lu and J. Y. Lee, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 2409-2413.
21. J. Cho, J. Mater. Chem., 2010, 20, 4009-4014.
22. M. Gauthier, D. Mazouzi, D. Reyter, B. Lestriez, P. Moreau, D. Guyomard and L. Roue, Energy Environ. Sci., 2013, 6, 2145-2155.
23. J. X. Song, S. R. Chen, M. J. Zhou, T. Xu, D. P. Lv, M. L. Gordin, T. J. Long, M. Melnyk and D. H. Wang, J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 1257-1262.
24. N. Liu, Z. D. Lu, J. Zhao, M. T. McDowell, H. W. Lee, W. T. Zhao and Y. Cui, Nat. Nanotechnol., 2014, 9, 187-192.
25. C. Suryanarayana and N. Al-Aqeeli, Prog. Mater. Sci., 2013, 58, 383-502.
26. C. M. Park and H. J. Sohn, Adv. Mater., 2010, 22, 47-52.
27. Y. Hwa, J. H. Sung, B. Wang, C. M. Park and H. J. Sohn, J. Mater. Chem., 2012, 22, 12767-12773.
28. S. Y. Chen, P. H. Yeh, W. W. Wu, U. S. Chen, Y. L. Chueh, Y. C. Yang, S. Gwo and L. J. Chen, ACS Nano, 2011, 5, 9202-9207.
29. H. T. Nguyen, M. R. Zamfir, L. D. Duong, Y. H. Lee, P. Bondavalli and D. Pribat, J. Mater. Chem., 2012, 22, 24618-24626.
30. D. N. Wang, J. L. Yang, J. Liu, X. F. Li, R. Y. Li, M. Cai, T. K. Sham and X. L. Sun, J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 2306-2312.
31. G. Jeong, Y. U. Kim, S. A. Krachkovskiy and C. K. Lee, Chem. Mater., 2010, 22, 5570-5579.
32. S. Yoon and A. Manthiram, Chem. Mater., 2009, 21, 3898-3904.
33. E. Allcorn and A. Manthiram, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 811-822.
34. B. Philippe, R. Dedryvere, J. Allouche, F. Lindgren, M. Gorgoi, H. Rensmo, D. Gonbeau and K. Edstrom, Chem. Mater., 2012, 24, 1107-1115.
35. Y. Cao, L. Nyborg and U. Jelvestam, Surf. Interface Anal., 2009, 41, 471-483.
36. B. C. Yu, Y. Hwa, C. M. Park and H. J. Sohn, J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 4820-4825.
37. L. F. Cui, Y. Yang, C. M. Hsu and Y. Cui, Nano Lett., 2009, 9, 3370-3374.
38. T. D. Bogart, D. Oka, X. T. Lu, M. Gu, C. M. Wang and B. A. Korgel, ACS Nano, 2014, 8, 915-922.
39. A. M. Chockla, J. T. Harris, V. A. Akhavan, T. D. Bogart, V. C. Holmberg, C. Steinhagen, C. B. Mullins, K. J. Stevenson and B. A. Korgel, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 20914-20921.
40. A. Netz, R. A. Huggins and W. Weppner, J. Power Sources, 2003, 119, 95-100.
41. Y. S. Ye, X. L. Xie, J. Rick, F. C. Chang and B. J. Hwang, J. Power Sources, 2014, 247, 991-998.
42. Z. L. Zhang, Y. H. Wang, Q. Q. Tan, D. Li, Y. F. Chen, Z. Y. Zhong and F. B. Su, Nanoscale, 2014, 6, 371-377.
43. J. Saint, M. Morcrette, D. Larcher, L. Laffont, S. Beattie, J. P. Peres, D. Talaga, M. Couzi and J. M. Tarascon, Adv. Funct. Mater., 2007, 17, 1765-1774.
44. T. D. Hatchard and J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc., 2004, 151, A838-A842.
45. Z. L. Zhang, Y. H. Wang, W. F. Ren, Q. Q. Tan, Y. F. Chen, H. Li, Z. Y. Zhong and F. B. Su, Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 5165-5169.
46. J. C. Guo, A. Sun, X. L. Chen, C. S. Wang and A. Manivannan, Electrochim. Acta, 2011, 56, 3981-3987.
47. Y. M. Lin, K. C. Klavetter, P. R. Abel, N. C. Davy, J. L. Snider, A. Heller and C. B. Mullins, Chem. Commun., 2012, 48, 7268-7270.
48. A. Magasinski, B. Zdyrko, I. Kovalenko, B. Hertzberg, R. Burtovyy, C. F. Huebner, T. F. Fuller, I. Luzinov and G. Yushin, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2010, 2, 3004-3010.
49. B. Koo, H. Kim, Y. Cho, K. T. Lee, N. S. Choi and J. Cho, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 8762-8767.
50. X. K. Huang, H. Kim, S. M. Cui, P. T. Hurley and J. H. Chen, Energy Technol., 2013, 1, 305-308.