Optimized Silicon Electrode Architecture, Interface, and Microgeometry for Next-Generation Lithium-Ion Batteries

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 1, 2016, Pages 188-193

  Molina Piper, Daniela ^a   Evans, Tyler ^a   Xu, Shanshan ^a   Kim, Seul Cham ^b   Han, Sang Sub ^b   Liu, Ken Liang ^a   Oh, Kyu Hwan ^b   Yang, Ronggui ^a   Lee, Se Hee ^a  

^a University of Colorado   (United States)

^b Seoul National University   (South Korea)

Author keywords

anodes; ionic liquids; polyacrylonitrile; silicon nanowires; solid electrolyte interphase

Indexed keywords

ANODES; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; ELECTROLYTES; IONIC LIQUIDS; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; NANOWIRES; POLYACRYLONITRILES; SILICON; SILICON BATTERIES; SOLID ELECTROLYTES;

ACTIVE MATERIAL; ELECTRODE ARCHITECTURE; LIQUID LITHIUM; OPTIMIZED PERFORMANCE; RATE CAPABILITIES; SILICON ELECTRODE; SILICON NANOWIRES; SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE;

LITHIUM-ION BATTERIES;

EID: 84955379339     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201503633     Document Type: Article

References (34)

1. a) J. O. Besenhard, J. Yang, M. Winter, J. Power Sources 1997, 68, 87;
2. b) W. J. Weydanz, M. Wohlfahrt-Mehrens, R. A. Huggins, J. Power Sources 1999, 81, 237;
3. c) X.-W. Zhang, P. K. Patil, C. Wang, A. J. Appleby, F. E. Little, D. L. Cocke, J. Power Sources 2004, 125, 206.
4. W. J. Zhang, J. Power Sources 2011, 196, 13.
5. H. Wu, G. Chan, J. W. Choi, I. Ryu, Y. Yao, M. T. McDowell, S. W. Lee, A. Jackson, Y. Yang, L. Hu, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 310.
6. a) G. Liu, S. Xun, N. Vukmirovic, X. Song, P. Olalde-Velasco, H. Zheng, V. S. Battaglia, L. Wang, W. Yang, Adv. Mater. 2011, 23, 4679;
7. b) D. Molina Piper, J. H. Woo, S.-B. Son, S. C. Kim, K. H. Oh, S.-H. Lee, Adv. Mater. 2014, 26, 3520;
8. c) C. K. Chan, H. Peng, G. Liu, K. McIlwrath, X. F. Zhang, R. A. Huggins, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 31;
9. d) H. Wu, Y. Cui, Nano Today 2012, 7, 414;
10. e) M.-H. Park, M. G. Kim, J. Joo, K. Kim, J. Kim, S. Ahn, Y. Cui, J. Cho, Nano Lett. 2009, 9, 3844;
11. f) A. Magasinski, P. Dixon, B. Hertzberg, A. Kvit, J. Ayala, G. Yushin, Nat. Mater. 2010, 9, 353;
12. g) N. Liu, Z. Lu, J. Zhao, M. T. McDowell, H.-W. Lee, W. Zhao, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 187;
13. h) M. Thakur, R. B. Pernites, N. Nitta, M. Isaacson, S. L. Sinsabaugh, M. S. Wong, S. L. Biswal, Chem. Mater. 2012, 24, 2998;
14. i) M. Thakur, S. L. Sinsabaugh, M. J. Isaacson, M. S. Wong, S. L. Biswal, Sci. Rep. 2012, 2, 795.
15. R. A. Huggins, J. Power Sources 1999, 81, 13.
16. H. Zhang, P. V. Braun, Nano Lett. 2012, 12, 2778.
17. a) Y. Koyama, T. E. Chin, U. Rhyner, R. K. Holman, S. R. Hall, Y.-M. Chiang, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 492;
18. b) J. H. Lee, H. M. Lee, S. Ahn, J. Power Sources 2003, 113, 833;
19. c) M. Winter, G. H. Wrodnigg, J. O. Besenhard, W. Biberacher, P. Novak, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2427.
20. a) T. D. Hatchard, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A838;
21. b) L. Y. Beaulieu, T. D. Hatchard, A. Bonakdarpour, M. D. Fleischauer, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1457.
22. T. Song, J. Xia, J.-H. Lee, D. H. Lee, M.-S. Kwon, J.-M. Choi, J. Wu, S. K. Doo, H. Chang, W. I. Park, D. S. Zang, H. Kim, Y. Huang, K.-C. Hwang, J. A. Rogers, U. Paik, Nano Lett. 2010, 10, 1710.
23. D. Molina Piper, T. Evans, K. Leung, T. Watkins, J. Olson, S. C. Kim, S. S. Han, V. Bhat, K. H. Oh, D. A. Buttry, S.-H. Lee, Nat. Commun. 2015, 6, 6230.
24. D. Molina Piper, T. A. Yersak, S.-B. Son, S. C. Kim, C. S. Kang, K. H. Oh, C. Ban, A. C. Dillon, S.-H. Lee, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 697.
25. X. H. Liu, L. Zhong, S. Huang, S. X. Mao, T. Zhu, J. Y. Huang, ACS Nano 2011, 6, 1522.
26. a) H. Kim, E.-J. Lee, Y.-K. Sun, Mater. Today 2014, 17, 285;
27. b) W. Wang, M. Tian, Y. Wei, S.-H. Lee, Y.-C. Lee, R. Yang, Nano Energy 2013, 2, 943;
28. c) W. Wang, M. Tian, A. Abdulagatov, S. M. George, Y.-C. Lee, R. Yang, Nano Lett. 2012, 12, 655.
29. a) D. P. Finegan, M. Scheel, J. B. Robinson, B. Tjaden, I. Hunt, T. J. Mason, J. Millichamp, M. D. Michiel, G. J. Offer, G. Hinds, D. J. L. Brett, P. R. Shearing, Nat. Commun. 2015, 6, 6924;
30. b) P. Roth, C. Orendorff, Electrochem. Soc. Interface 2012, 21, 45.
31. W. Wang, D. Li, M. Tian, Y.-C. Lee, R. Yang, Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 8649.
32. T. Evans, J. Olson, V. Bhat, S.-H. Lee, J. Power Sources 2014, 265, 132.
33. 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, S.-H. Lee, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1226.
34. S.-B. Son, J. E. Trevey, H. Roh, S.-H. Kim, K.-B. Kim, J. S. Cho, J.-T. Moon, C. M. DeLuca, K. K. Maute, M. L. Dunn, H. N. Han, K. H. Oh, S.-H. Lee, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 1199.