High-vacancy-type titanium oxycarbide for large-capacity lithium-ion storage

材料科学 电化学 锂(药物) 空位缺陷 离子 钛酸锂 电极 化学工程 冶金 锂离子电池 结晶学 热力学 物理化学 电池(电) 物理 工程类 内分泌学 功率(物理) 化学 医学 量子力学
作者
Bao Zhang,Jiusan Xiao,Shanyan Huang,Yang Chen,Chuguang Yu,Shuqiang Jiao,Feng Wu,Guoqiang Tan,Hongmin Zhu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:122: 109347-109347 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109347
摘要

Electrochemical processes involving the ion insertion/desertion are usually accompanied by composition variation and structural evolution of electrode materials. Here we propose a meaningful lattice regulation by inserting lithium ions to unlock an active crystalline plane from which high energy storage performance can be obtained. A rock-salt titanium oxycarbide featuring 12% titanium vacancies (Ti0.88□0.12C0.63O0.37) in high active (011) crystalline plane bears excellent electrochemical activity that enables additional reversible lithium insertion, providing a high initial specific capacity of 390 mAh g−1 at 0.05 A g−1. EPR, XAS, PDF and TEM measurements confirm abundant titanium vacancies, electrochemical studies combined with computational calculations demonstrate high activity of (011) crystalline plane as domain channels for lithium-ion insertion, and ex-situ XRD investigations disclose structural evolution during lithium-ion insertion/desertion. Notably, the repeated lithium-ion insertion/desertion promotes new exposure of (011) crystalline planes, leading to a capacity "negative fading" from the initial 120 to 325 mAh g−1 after 1100 cycles at 0.5 A g−1. The study presents the inner relationship between material microstructural transformation and electrochemical properties, providing a new perspective for mechanism re-understanding and structure development of ion-storage electrode materials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
从容果汁完成签到 ,获得积分10
1秒前
evepeace完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
3秒前
Scottliu发布了新的文献求助40
3秒前
4秒前
111完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
5秒前
在人中发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Lucy小影完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
ccyyjj发布了新的文献求助30
8秒前
Duvel完成签到,获得积分10
9秒前
wzq关闭了wzq文献求助
9秒前
wanci应助千雪采纳,获得10
9秒前
机灵大米发布了新的文献求助10
10秒前
冥羽发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
曹鹏喜发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
斯文败类应助美满的天薇采纳,获得10
12秒前
Duvel发布了新的文献求助10
12秒前
动听的秋白完成签到 ,获得积分10
13秒前
狠毒的小龙虾完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
愉快乐瑶发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
dbbjll完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
森林木完成签到,获得积分10
20秒前
此木完成签到,获得积分10
20秒前
De17发布了新的文献求助10
20秒前
科研通AI6.2应助在人中采纳,获得10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6030069
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7704294
关于积分的说明 16191919
捐赠科研通 5177053
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770426
邀请新用户注册赠送积分活动 1753848
关于科研通互助平台的介绍 1639365