表面的な変換反応は、高性能リチウムイオン電池のための高度な赤リン/炭素アノードを実現します

リチウムイオン電池（LIBS）で最も前向きな陽極の1つである赤リン（RP）は、大規模な体積拡大と低い電子伝導率の固有の欠陥のために厳しく制限されています。RPナノ粒子を炭素宿主に限定する気化 - 凝縮コンバージョン（VCC）は、上記の欠点に対処し、RP/Cナノ構造化された複合材料を調製するための最も広く使用されている方法です。ただし、炭素材料の表面にRP蒸気を必然的に堆積することによって引き起こされるボリューム効果が支配的なRPは、大規模な体積変化と不安定な固体電解質界面（SEI）フィルムに苦しんでいます。ここでは、表面RPを排除し、イオン伝導li3PS4固体電解質で構成される安定した表面を排除するための単純な界面修飾方法を提案し、RP/AC複合材料の優れたサイクリングパフォーマンスと超高速反応速度を供与します。したがって、RP/AC@Sコンポジットは、0.2 A/g（181日間で実行される）で320サイクル後に926 MAH/gを示し、81.6％の容量保持と0.059％の低い容量減衰率を示します。LifePO4カソードと組み合わせると、完全なセルは、1 A/gで500サイクル後に62.1 mAh/g）と優れたレート機能（1.0 A/gで81.1 mAh/g）を示します。

Red phosphorus (RP), the one of the most prospective anodes in lithium-ion batteries (LIBs), has been severely limited due to the intrinsic defects of massive volume expansion and low electronic conductivity. The vaporization-condensation-conversion (VCC), which confines RP nanoparticles into carbon host, is the most widely used method to address the above drawbacks and prepare RP/C nanostructured composites. However, the volume effect-dominated RP caused by the inevitably deposition of RP vapor on the surface of carbon material suffers from the massive volume change and unstable solid electrolyte interface (SEI) film. Herein, we propose a simple interfacial modification method to eliminate the superficial RP and yield stable surface composed of ion-conducting Li3PS4 solid electrolyte, endowing RP/AC composites excellent cycling performance and ultrafast reaction kinetics. Therefore, the RP/AC@S composites exhibit 926 mAh/g after 320 cycles at 0.2 A/g (running over 181 days), with 81.6 % capacity retention and a corresponding capacity decay rate of as low as 0.059 %. When coupled with LiFePO4 cathode, the full cells present superior cycling performance (62.1 mAh/g after 500 cycles at 1 A/g) and excellent rate capability (81.1 mAh/g at 1.0 A/g).