A Mapping of the Physical and Electrochemical Properties of Composite Lithium-Ion Batteries Anodes Made from Graphite, Sn, and Si

Autores
Smrekar, Sacha; Bracamonte, Maria Victoria; Primo, Emiliano Nicolás; Luque, Guillermina Leticia; Thomas, Jorge Enrique; Barraco Diaz, Daniel Eugenio; Leiva, Ezequiel Pedro M.
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Nowadays, there is an evident need to improve the current Li-ion battery systems, in order to make them more reliable, durable and safe. Regarding this objective, the application of composite materials –based mainly on the combination of Si, Sn and carbon– appears as a very promising alternative for future anode materials. However, despite the great amount of publications dealing with this topic, there is not a systematic study that allows interpreting and understanding how the combination of these materials affects the electrochemical performance of the anodes prepared with them. In light of this need, in this work we propose a straightforward ball-milling procedure to prepare Sn/Si/graphite composites with different mass proportions of each material. For all compositions, a systematic study was performed in order to determine how each material affects the specific capacity, capacity fading and stability towards a change in loading current. We found that the material prepared with Sn33Si33C33 appears to be the most promising one, delivering a reversible capacity of 906.9 mAh g−1 even after 120 cycles at 0.5 A g−1, thus encouraging the development of new composites based on these materials for industrial applications.
Fil: Smrekar, Sacha. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Bracamonte, Maria Victoria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Primo, Emiliano Nicolás. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
Fil: Thomas, Jorge Enrique. YPF - Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Barraco Diaz, Daniel Eugenio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Leiva, Ezequiel Pedro M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
Materia
COMPOSITE ANODES
GRAPHITE
LITHIUM-ION BATTERIES
SILICON
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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However, despite the great amount of publications dealing with this topic, there is not a systematic study that allows interpreting and understanding how the combination of these materials affects the electrochemical performance of the anodes prepared with them. In light of this need, in this work we propose a straightforward ball-milling procedure to prepare Sn/Si/graphite composites with different mass proportions of each material. For all compositions, a systematic study was performed in order to determine how each material affects the specific capacity, capacity fading and stability towards a change in loading current. We found that the material prepared with Sn33Si33C33 appears to be the most promising one, delivering a reversible capacity of 906.9 mAh g−1 even after 120 cycles at 0.5 A g−1, thus encouraging the development of new composites based on these materials for industrial applications.Fil: Smrekar, Sacha. Universidad Nacional de Córdoba. 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