Investigation of the Li-Ion Insertion Mechanism for Amorphous and Anatase TiO2Thin-Films

锐钛矿 无定形固体 材料科学 电解质 循环伏安法 电化学 电极 扩散 阳极 化学工程 离子 分析化学(期刊) 化学 物理化学 结晶学 有机化学 热力学 物理 光催化 工程类 催化作用
作者
Sébastien Moitzheim,Stefan De Gendt,Philippe M. Vereecken
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:166 (2): A1-A9 被引量:43
标识
DOI:10.1149/2.1091816jes
摘要

Titania is considered an interesting anode candidate for Li+-ion batteries, as it offers a high theoretical capacity (1280 mAh cm−3 or 336 mAh g−1) and long term cycling stability. Unfortunately, the most commonly investigated anatase structure never reaches the theoretical capacity at practical charging rates (i.e. above 1 C). In this work, we compare amorphous (am-TiO2) to anatase TiO2 thin-films, and investigate the exceptional performance of am-TiO2 as Li+-ion insertion electrode. An in-depth electrochemical characterization using cyclic voltammetry (CV), constant current lithiation and delithiation, and potentiostatic intermittent titration technique (PITT) is performed. From CV, the insertion and extraction kinetics of am-TiO2 is found to be unrestricted by diffusion, contrary to anatase. Based on our combined electrochemical results, two different mechanisms are formulated for anatase and am-TiO2. Whereas anatase is filled from the "top-down", with a buildup of Li near the electrode/electrolyte interface, am-TiO2 shows a "bottom-up" filling mechanism. This discrepancy is ascribed to the difference in diffusion coefficient measured for am-TiO2 and anatase. This work highlights the differences of Li-ion insertion into amorphous TiO2 compared to anatase, and gives guidance on material development for high capacity and fast charging electrodes.

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
武丝丝完成签到,获得积分10
刚刚
小张应助张靖雯采纳,获得10
1秒前
传奇3应助虚幻的依丝采纳,获得10
1秒前
饭团发布了新的文献求助10
2秒前
满意妙梦发布了新的文献求助10
2秒前
武丝丝发布了新的文献求助10
3秒前
banjiu368发布了新的文献求助10
3秒前
俊逸寻雪发布了新的文献求助10
3秒前
橙子完成签到,获得积分10
3秒前
泡芙完成签到,获得积分10
3秒前
WXM完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
SciGPT应助现代听枫采纳,获得10
4秒前
科研狗应助xu采纳,获得30
4秒前
深情安青应助熊二浪采纳,获得10
4秒前
小马甲应助王博林采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
112完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
玥来玥好发布了新的文献求助10
6秒前
彪壮的若男完成签到 ,获得积分10
6秒前
Revovler完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
枇杷膏发布了新的文献求助10
7秒前
09nankai完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
学不动发布了新的文献求助10
9秒前
NexusExplorer应助蓝莓恰巴塔采纳,获得10
9秒前
东东完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
YY发布了新的文献求助10
10秒前
平淡无敌发布了新的文献求助10
10秒前
LYH发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
现代听枫完成签到,获得积分10
11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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6422286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8241174
关于积分的说明 17516843
捐赠科研通 5476343
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892815
邀请新用户注册赠送积分活动 1869266
关于科研通互助平台的介绍 1706703