Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin
A comparative quantum chemical (РМ3 method) examination has been carried out of lithiation/delithiation processes in Sin nanoclusters and СmSin nanocomposites. These processes in the nanocomposites (25 and ~30% С, respectively) have been shown to effect slightly on the volumes and structures of init...
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2015
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/313 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543857221566464 |
|---|---|
| author | Kartel, M. T. Kuts, V. S. Grebenyuk, A. G. Tarasenko, Yu. А. |
| author_facet | Kartel, M. T. Kuts, V. S. Grebenyuk, A. G. Tarasenko, Yu. А. |
| author_sort | Kartel, M. T. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:17:26Z |
| description | A comparative quantum chemical (РМ3 method) examination has been carried out of lithiation/delithiation processes in Sin nanoclusters and СmSin nanocomposites. These processes in the nanocomposites (25 and ~30% С, respectively) have been shown to effect slightly on the volumes and structures of initial (СmSin), lithiated (Lik=0-52СmSin), and delithiated (Lik=52-0СmSin) silicon-carbon matrices Si/С. Electrodes from such materials should not undergo destructive effect of periodic deformations in charge/discharge cycles. On the contrary, at lesser carbon concentrations (С6Si13 nanocomposite, ~16% С) lithiation results in the 1.8 times hopping expansion of V(С6Si13), and delithiation – in the change in structure of initial silicon-carbon matrix Si/С. For Si/С electrodes with greater (more than 37%) carbon concentration (Сm>18Sin composites), lithiation results in a monotonous increase in the volume (1.3 times for С18Si13 and 1.5 times for С26Si13) whereas delithiatin leads to a considerable change in the initial structure of silicon-carbon matrix. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:02Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-313 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-22T19:32:02Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3132022-06-29T10:17:26Z Comparative Quantum Chemical Examination of Lithiation/Delithiation Processes in Sin Nanoclusters and CmSin Nanocomposites Сравнительная квантовохимическая оценка процессов литирования/делитирования в нанокластерах Sin и нанокомпозитах CmSin Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin Kartel, M. T. Kuts, V. S. Grebenyuk, A. G. Tarasenko, Yu. А. silicon nanoclusters silicon-carbon nanocomposites lithiation/delithiation specific volume semiempirical quantum chemical treatment нанокластери кремнію кремній-вуглецеві нанокомпозити літіювання/делітіювання питомий об’єм напівемпіричні квантовохімічні розрахунки нанокластеры кремния кремний-углеродные нанокомпозиты литирование/ делитирование удельный объем полуэмпирические квантовохимические расчеты A comparative quantum chemical (РМ3 method) examination has been carried out of lithiation/delithiation processes in Sin nanoclusters and СmSin nanocomposites. These processes in the nanocomposites (25 and ~30% С, respectively) have been shown to effect slightly on the volumes and structures of initial (СmSin), lithiated (Lik=0-52СmSin), and delithiated (Lik=52-0СmSin) silicon-carbon matrices Si/С. Electrodes from such materials should not undergo destructive effect of periodic deformations in charge/discharge cycles. On the contrary, at lesser carbon concentrations (С6Si13 nanocomposite, ~16% С) lithiation results in the 1.8 times hopping expansion of V(С6Si13), and delithiation – in the change in structure of initial silicon-carbon matrix Si/С. For Si/С electrodes with greater (more than 37%) carbon concentration (Сm>18Sin composites), lithiation results in a monotonous increase in the volume (1.3 times for С18Si13 and 1.5 times for С26Si13) whereas delithiatin leads to a considerable change in the initial structure of silicon-carbon matrix. Проведена сравнительная квантовохимическая (метод РМ3 2012, 14.083 W) оценка процессов литирования/делитирования нанокластеров Sin и нанокомпозитов СmSin. Показано, что в нанокомпозитах (25 и ~30% С, соотвенственно) процессы литирования/делитирования практически не влияют на объемы и структуру начальной (СmSin), литированной (Lik=0-52СmSin) и делитированной (Lik=52-0СmSin) кремний-угольной матрицы Si/С. Электроды из таких материалов не должны испытывать разрушительных периодических деформаций в заряд/разрядных циклах. Напротив, при меньших концентрациях углерода (нанокомпозит С6Si13, ~16% С) литирование приводит к прыжкообразному увеличению V(С6Si13) в 1.8 раза, а делитирование ? к изменению структуры начальной кремний-углеродной матрицы Si/С. Для электродов Si/С с большей концентрацией углерода чем 37% (композиты Сm>18Sin) литирование вызывает монотонное увеличение объема в 1.3 (С18Si13) и 1.5 (С26Si13) раза, а делитирование к существенному изменению начальной структуры кремний-углеродной матрицы. Проведено порівняльну квантовохімічну (метод РМ3 2012, 14.083 W) оцінку процесів літіювання/делітіювання нанокластерів Sin та нанокомпозитів СmSin. Показано, що в нанокомпозитах (25 та ~30% С, відповідно) процеси літіювання/делітіювання практично не впливають на об’єми та структуру вихідної (СmSin), літійованої (Lik=0-52СmSin) та делітійованої (Lik=52-0СmSin) кремній-вуглецевої матриці Si/С. Електроди з таких матеріалів не повинні піддаватися руйнівним періодичним деформаціям в заряд/розрядних циклах. Навпаки, при менших концентраціях вуглецю (нанокомпозит С6Si13, ~16% С) літіювання приводить до стрибкоподібного збільшення V(С6Si13) в 1.8 рази, а делітіювання ? до зміни структури вихідної кремній-вуглецевої матриці Si/С. Для електродів Si/С з концентрацією вуглецю понад 37% (композити Сm>18Sin) літіювання викликає монотонне збільшення об’єму в 1.3 (С18Si13) та 1.5 (С26Si13) рази, а делітіювання – до істотної зміни вихідної структури кремній-вуглецевої матриці. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2015-02-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/313 10.15407/hftp06.01.032 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 6 No. 1 (2015): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 32-41 Химия, физика и технология поверхности; Том 6 № 1 (2015): Химия, физика и технология поверхности; 32-41 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 6 № 1 (2015): Хімія, фізика та технологія поверхні; 32-41 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp06.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/313/310 Copyright (c) 2015 M. T. Kartel, V. S. Kuts, A. G. Grebenyuk, Yu. А. Tarasenko |
| spellingShingle | нанокластери кремнію кремній-вуглецеві нанокомпозити літіювання/делітіювання питомий об’єм напівемпіричні квантовохімічні розрахунки Kartel, M. T. Kuts, V. S. Grebenyuk, A. G. Tarasenko, Yu. А. Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title | Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title_alt | Comparative Quantum Chemical Examination of Lithiation/Delithiation Processes in Sin Nanoclusters and CmSin Nanocomposites Сравнительная квантовохимическая оценка процессов литирования/делитирования в нанокластерах Sin и нанокомпозитах CmSin |
| title_full | Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title_fullStr | Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title_full_unstemmed | Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title_short | Порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах Sin та нанокомпозитах CmSin |
| title_sort | порівняльна квантовохімічна оцінка процесів літіювання/делітіювання в нанокластерах sin та нанокомпозитах cmsin |
| topic | нанокластери кремнію кремній-вуглецеві нанокомпозити літіювання/делітіювання питомий об’єм напівемпіричні квантовохімічні розрахунки |
| topic_facet | silicon nanoclusters silicon-carbon nanocomposites lithiation/delithiation specific volume semiempirical quantum chemical treatment нанокластери кремнію кремній-вуглецеві нанокомпозити літіювання/делітіювання питомий об’єм напівемпіричні квантовохімічні розрахунки нанокластеры кремния кремний-углеродные нанокомпозиты литирование/ делитирование удельный объем полуэмпирические квантовохимические расчеты |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/313 |
| work_keys_str_mv | AT kartelmt comparativequantumchemicalexaminationoflithiationdelithiationprocessesinsinnanoclustersandcmsinnanocomposites AT kutsvs comparativequantumchemicalexaminationoflithiationdelithiationprocessesinsinnanoclustersandcmsinnanocomposites AT grebenyukag comparativequantumchemicalexaminationoflithiationdelithiationprocessesinsinnanoclustersandcmsinnanocomposites AT tarasenkoyua comparativequantumchemicalexaminationoflithiationdelithiationprocessesinsinnanoclustersandcmsinnanocomposites AT kartelmt sravnitelʹnaâkvantovohimičeskaâocenkaprocessovlitirovaniâdelitirovaniâvnanoklasterahsininanokompozitahcmsin AT kutsvs sravnitelʹnaâkvantovohimičeskaâocenkaprocessovlitirovaniâdelitirovaniâvnanoklasterahsininanokompozitahcmsin AT grebenyukag sravnitelʹnaâkvantovohimičeskaâocenkaprocessovlitirovaniâdelitirovaniâvnanoklasterahsininanokompozitahcmsin AT tarasenkoyua sravnitelʹnaâkvantovohimičeskaâocenkaprocessovlitirovaniâdelitirovaniâvnanoklasterahsininanokompozitahcmsin AT kartelmt porívnâlʹnakvantovohímíčnaocínkaprocesívlítíûvannâdelítíûvannâvnanoklasterahsintananokompozitahcmsin AT kutsvs porívnâlʹnakvantovohímíčnaocínkaprocesívlítíûvannâdelítíûvannâvnanoklasterahsintananokompozitahcmsin AT grebenyukag porívnâlʹnakvantovohímíčnaocínkaprocesívlítíûvannâdelítíûvannâvnanoklasterahsintananokompozitahcmsin AT tarasenkoyua porívnâlʹnakvantovohímíčnaocínkaprocesívlítíûvannâdelítíûvannâvnanoklasterahsintananokompozitahcmsin |