Skip to main content
Erschienen in: Journal of Nanoparticle Research 11/2017

01.11.2017 | Research Paper

Operando plasmon-enhanced Raman spectroscopy in silicon anodes for Li-ion battery

verfasst von: Yana Miroshnikov, David Zitoun

Erschienen in: Journal of Nanoparticle Research | Ausgabe 11/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Silicon, an attractive candidate for high-energy lithium-ion batteries (LIBs), displays an alloying mechanism with lithium and presents several unique characteristics which make it an interesting scientific topic and also a technological challenge. In situ local probe measurements have been recently developed to understand the lithiation process and propose an effective remedy to the failure mechanisms. One of the most specific techniques, which is able to follow the phase changes in poorly crystallized electrode materials, makes use of Raman spectroscopy within the battery, i.e., in operando mode. Such an approach has been successful but is still limited by the rather signal-to-noise ratio of the spectroscopy. Herein, the operando Raman signal from the silicon anodes is enhanced by plasmonic nanoparticles following the known surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Coinage metals (Ag and Au) display a surface plasmon resonance in the visible and allow the SERS effect to take place. We have found that the as-prepared materials reach high specific capacities over 1000 mAh/g with stability over more than 1000 cycles at 1C rate and can be suitable to perform as anodes in LIB. Moreover, the incorporation of coinage metals enables SERS to take place specifically on the surface of silicon. Consequently, by using a specially designed Raman cell, it is possible to follow the processes in a silicon-coinage metal-based battery trough operando SERS measurements.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Guillot N, Shen H, Frémaux B et al (2010) Surface enhanced Raman scattering optimization of gold nanocylinder arrays: influence of the localized surface plasmon resonance and excitation wavelength. Appl Phys Lett 97:023113. https://doi.org/10.1063/1.3462068 Guillot N, Shen H, Frémaux B et al (2010) Surface enhanced Raman scattering optimization of gold nanocylinder arrays: influence of the localized surface plasmon resonance and excitation wavelength. Appl Phys Lett 97:023113. https://​doi.​org/​10.​1063/​1.​3462068
Zurück zum Zitat Huang J, Chiam SY, Tan HH et al (2010) Fabrication of silicon nanowires with precise diameter control using metal nanodot arrays as a hard mask blocking material in chemical etching. Chem Mater 22(13):4111–4116. https://doi.org/10.1021/cm101121c Huang J, Chiam SY, Tan HH et al (2010) Fabrication of silicon nanowires with precise diameter control using metal nanodot arrays as a hard mask blocking material in chemical etching. Chem Mater 22(13):4111–4116. https://​doi.​org/​10.​1021/​cm101121c
Zurück zum Zitat Rochow EG, Bailar JC Jr, Emeléus HJ, Nyholm R (1973) Comprehensive inorganic chemistry, vol 1. Pergamon, Oxford, p 1323 Rochow EG, Bailar JC Jr, Emeléus HJ, Nyholm R (1973) Comprehensive inorganic chemistry, vol 1. Pergamon, Oxford, p 1323
Metadaten
Titel
Operando plasmon-enhanced Raman spectroscopy in silicon anodes for Li-ion battery
verfasst von
Yana Miroshnikov
David Zitoun
Publikationsdatum
01.11.2017
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Nanoparticle Research / Ausgabe 11/2017
Print ISSN: 1388-0764
Elektronische ISSN: 1572-896X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11051-017-4063-8

Weitere Artikel der Ausgabe 11/2017

Journal of Nanoparticle Research 11/2017 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.