A polyisoindigo derivative as novel n-type conductive binder inside Si@C nanoparticle electrodes for Li-ion battery applications

Autor: John P. Alper, Cédric Haon, Nathalie Herlin-Boime, Florence Duclairoir, Adrien Mery, Anthony Valero, Pierre Bernard, Saïd Sadki
Přispěvatelé: SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), CEA, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Journal of Power Sources
Journal of Power Sources, Elsevier, 2019, 420, pp.9-14. ⟨10.1016/j.jpowsour.2019.02.062⟩
Journal of Power Sources, 2019, 420, pp.9-14. ⟨10.1016/j.jpowsour.2019.02.062⟩
ISSN: 0378-7753
1873-2755
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2019.02.062⟩
Popis: International audience; Herein we report the successful use of a polyisoindigo derivative (P(iso)) as a new conductive binder inside electrode formulations containing silicon nanoparticles covered with a carbon shell (Si@C) for Li-ion batteries. The expected role of the carbon shell is to stabilize the Solid Electrolyte Interphase layer (SEI) to prevent it from cracking under nanoparticle volume variations during lithiation processes. The P(iso) conducting polymer is used to act both as mechanical binder and n-type conductive component in replacement of usual carbonaceous additive materials. Ultimately, the cumulative contributions of both materials inside a two-electrode component formulation (Si@CP(iso)) aim to address the stability drawbacks commonly faced by silicon electrodes. Physico-chemical characterizations revealed that the Si@C nanoparticles are uniformly embedded inside the polymeric matrix. Electrochemical measurements in half-cells clearly show the formation of LiSi alloys during cycling. Moreover specific capacities up to 1400 mAh/g with a remarkable stability until 500 cycles have been achieved, proving this conductive polymer to be a valid alternative to classical polymeric binders mixed with carbonaceous additives. These very promising results highlight the use of this polyisoindigo family as new conductive binders inside Si@C electrode formulations for Li-ion battery applications.
Databáze: OpenAIRE
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