Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Tailored silicon nanostructures in hydrogel-derived conductive binders: Role of size, structure, and surface chemistry in enhancing Li-ion battery performance

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22310%2F25%3A43932700" target="_blank" >RIV/60461373:22310/25:43932700 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/60461373:22340/25:43932700

  • Výsledek na webu

    <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775325024565?via%3Dihub" target="_blank" >https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775325024565?via%3Dihub</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.238620" target="_blank" >10.1016/j.jpowsour.2025.238620</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Tailored silicon nanostructures in hydrogel-derived conductive binders: Role of size, structure, and surface chemistry in enhancing Li-ion battery performance

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Silicon (Si) is a promising anode material for Li-ion batteries (LIBs), but its practical application is limited by volume expansion during lithiation/delithiation, leading to poor cycling stability. While Si nanostructuring mitigates this issue, it remains only a partial solution.This study systematically investigates the effects of Si particle size (6, 20, 55, or 100 nm), surface chemistry (type and degree of oxidation), and solid-state properties (amorphous vs. crystalline) on the electrochemical performance of Si-based anodes using a three-dimensional (3D) crosslinked polypyrrole (PPy) binder. In situ PPy polymerization around Si nanoparticles forms a 3D interconnected conductive network within the PPy/Si anodes, effectively accommodating volume changes and maintaining electrical contact during the galvanostatic cycling. The particle size dependence shows that larger Si nanoparticles provide higher initial charge capacity (2975 mAh/g), whereas smaller ones improve cycling stability (85 % capacity retention after 100 cycles). Amorphous Si exhibits significantly lower specific capacity but superior capacity retention (∼100 % after 100 cycles) compared to crystalline Si. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy demonstrate that integrating 6 or 20 nm Si nanocrystals into a 3D crosslinked PPy enhances anode performance. These findings highlight the importance of optimizing Si properties in designing conductive hydrogel-derived anodes for high-performance LIBs. © 2025 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

  • Název v anglickém jazyce

    Tailored silicon nanostructures in hydrogel-derived conductive binders: Role of size, structure, and surface chemistry in enhancing Li-ion battery performance

  • Popis výsledku anglicky

    Silicon (Si) is a promising anode material for Li-ion batteries (LIBs), but its practical application is limited by volume expansion during lithiation/delithiation, leading to poor cycling stability. While Si nanostructuring mitigates this issue, it remains only a partial solution.This study systematically investigates the effects of Si particle size (6, 20, 55, or 100 nm), surface chemistry (type and degree of oxidation), and solid-state properties (amorphous vs. crystalline) on the electrochemical performance of Si-based anodes using a three-dimensional (3D) crosslinked polypyrrole (PPy) binder. In situ PPy polymerization around Si nanoparticles forms a 3D interconnected conductive network within the PPy/Si anodes, effectively accommodating volume changes and maintaining electrical contact during the galvanostatic cycling. The particle size dependence shows that larger Si nanoparticles provide higher initial charge capacity (2975 mAh/g), whereas smaller ones improve cycling stability (85 % capacity retention after 100 cycles). Amorphous Si exhibits significantly lower specific capacity but superior capacity retention (∼100 % after 100 cycles) compared to crystalline Si. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy demonstrate that integrating 6 or 20 nm Si nanocrystals into a 3D crosslinked PPy enhances anode performance. These findings highlight the importance of optimizing Si properties in designing conductive hydrogel-derived anodes for high-performance LIBs. © 2025 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20506 - Coating and films

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    JOURNAL OF POWER SOURCES

  • ISSN

    0378-7753

  • e-ISSN

    1873-2755

  • Svazek periodika

    661

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    NL - Nizozemsko

  • Počet stran výsledku

    14

  • Strana od-do

    238620

  • Kód UT WoS článku

    001607315600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105020695896