应《网络安全法》要求，自2017年10月1日起，未进行实名认证将不得使用互联网跟帖服务。为保障您的帐号能够正常使用，请尽快对帐号进行手机号验证，感谢您的理解与支持！

24小时热门版块排行榜    

小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 求助：硅电极的锂电池的脱嵌锂问题
52/1返回列表
查看: 4343  |  回复: 13
只看楼主@他人 存档 新回复提醒 (忽略) 收藏    在APP中查看
当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖

匿名

用户注销 (初入文坛)
本帖仅楼主可见

» 猜你喜欢
1楼2013-08-14 22:30:03
已阅   同方向广播   申请ECEPI   回复此楼   编辑   查看我的主页

东南一潇

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Parker一班 at 2013-08-15 00:01:12
尊敬的楼主你好：
对于你的问题，我尽量用英文术语回答你，这样比较统一。

1. 你的问题有误。应该改为“锂嵌入硅的过程”，因为charging和discharging过程中，始终是锂离子在移动。锂嵌入硅的过程是charging。c ...

”但是锂离子嵌入silicon的过程中，根据能斯特方程，整个电池开路电压是在下降的，能量在下降，但我们不能因为电池在放能量就想当然地称这一过程为“放电”。“
针对这句话，想咨询一下：
1.锂嵌入硅的过程，硅阳极电位应该是下降，导致开路电压升高才对，你这个电池是全电池还是半电池而言？谢谢！
2. 我在测试全电池电压的时候（硅负极+锂粉，锂钴正极)，发现开路电压是先到3.2V，然后随着浸润时间电压下降(不充电)，最后下降到1.5V附近，搞不清楚原因.
赞一下 回复此楼
13楼2016-10-15 16:45:30
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
查看全部 14 个回答

Parker一班

木虫 (正式写手)

水牛生态学家

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
尊敬的楼主你好：
对于你的问题，我尽量用英文术语回答你，这样比较统一。

1. 你的问题有误。应该改为“锂嵌入硅的过程”，因为charging和discharging过程中，始终是锂离子在移动。锂嵌入硅的过程是charging。charge这个单词本身就有“插入，强加”之意，charging可以理解为“充电”。但本人并不希望你去用“充电”“放电”这些词汇，因为是中国教授们造的。如果你的导师英语过了四级，还是希望你能够建议他多多跟你们用英文术语"charging process"和"discharging process"。但是锂离子嵌入silicon的过程中，根据能斯特方程，整个电池开路电压是在下降的，能量在下降，但我们不能因为电池在放能量就想当然地称这一过程为“放电”。对于LiFePO4等这些cathode，道理相同，即：不论是对于测试anode的半电池，或测试cathode的半电池，还是全电池，锂离子向anode移动，就是charging（充电），锂离子向cathode移动，就是discharging（放电）。对于楼主的问题，是“充电”还是“放电”，我已经讲到这了，楼主自己寻思呢？

2. 对于你的“正极”“负极”，我相信ACS的编委每一个听得懂。我猜测，你所谓的“正极”应该是"positive electrode"，即"cathode"，你所谓的“负极”应该是"negative electrode"，即"anode"。Silicon vs Li/Li+ 的电位大于零，所以silicon是anode，锂片是cathode。希望你能背下"silicon anode"这个短语，以后就不会搞混了。

3. 为啥要做半电池。做半电池的主要目的是单一地测定和表征silicon anode的性能。silicon用来做全电池的话，会出现cathode和anode电解液不兼容的问题，cycling performance和rate performance都不行。不知道楼主想用啥样的cathode来配silicon anode呢？LiFePO4？LiCoO2？Sulfur？还是什么其他的。。。？反正都不行。崔屹（Yi Cui @ Stanford Univ.）发过一篇Nano Letters，用Silicon做全电池，两三年前的事情了，建议楼主有兴趣的话去Yi Cui的Group Website上看看。

多说一句：单独测试silicon anode的半电池实际是useless的，因为silicon的放电平台是在0.18 V vs Li/Li+ 左右（可以参见Tarascon在JACS上发表的一篇关于嵌锂与材料结构及电压变化的关系的topic的文章），这么低的电压不能用作电池，所以如果想用silicon做anode materials，必须找到合适的cathode组装成全电池来使用。

再多说一句：楼主所谓的“嵌锂”，英文叫“Lithium-ion insertion”或者"Lithium-ion intercalation"，insertion和intercalation都是“插入”“嵌入”之意，但是锂离子进入硅材料中，严格意义上是不能称为insertion或intercalation的。原因如下：只有对于具有层状结构的材料，例如LiFePO4和graphene（石墨烯有争议），才能称为insertion和intercalation，因为层状结构给予锂离子插入的空间。而锂离子在进入硅材料的过程，实际是Si-Li Alloying（硅锂合金化）的过程，是种改变原始材料结构的合金化过程，因此不是简单的“插入”“脱出”。切记“Si-Li Alloying（硅锂合金化）”！

这里给楼主附上一篇今年六月末在Nano Letters上发表的paper，是关于silicon anode的，希望楼主笑纳并细读、消化。如果楼主还有任何问题，可以告诉我！

Paper：Three-Dimensional Hierarchical Ternary Nanostructures for High-Performance Li-Ion Battery Anodes.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl401880v
赞一下(12人) 回复此楼
早起的菜鸟有菜吃
2楼2013-08-15 00:01:12
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

Parker一班

木虫 (正式写手)

水牛生态学家

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
857688363: 金币+10, 感谢应助 2013-08-15 20:33:41
尊敬的楼主：

刚刚回复了你的问题，但我犯了一个错误，在此修正一下。

第二个问题中，我回答说：“Silicon vs Li/Li+ 的电位大于零，所以silicon是anode，锂片是cathode。希望你能背下"silicon anode"这个短语，以后就不会搞混了。”这句话有错误。

在半电池中，任何材料的电势都是versus锂片的。锂片拥有最低电位。所以，任何材料对于锂片都是显示正电势，即这些被测试的材料都是cathode或positive electrode。因此，结论：在一个仅有锂片和硅材料的半电池中，相对于锂片而言，硅是cathode，在一个仅有锂片和磷酸铁锂的半电池中，相对于锂片而言，磷酸铁锂是cathode，在任何一个仅有锂片和XXX材料的半电池中，相对于锂片而言，XXX材料都是cathode（正极）。我们之所以称硅为anode，是因为硅相对于磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂等等电势太低，如果商业化，只能用作anode。
赞一下(7人) 回复此楼
早起的菜鸟有菜吃
3楼2013-08-15 00:12:54
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shunyoumetal

铜虫 (小有名气)
本帖内容被屏蔽
4楼2013-08-15 10:42:39
 已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
查看全部 14 个回答
普通表情 龙 兔 虎 猫
信息提示
关闭
请填处理意见
关闭