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 工程类 催化作用 光催化
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
刚刚
康嘉伟发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
朱古力关注了科研通微信公众号
1秒前
nanfang发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Cecilia发布了新的文献求助10
1秒前
要减肥的高山完成签到,获得积分10
1秒前
大卫发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
科研通AI6.1应助xuli采纳,获得30
2秒前
免疫细胞完成签到,获得积分10
2秒前
古古怪界丶黑大帅完成签到,获得积分10
3秒前
Leanne应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
突突突完成签到,获得积分10
3秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
2385697574发布了新的文献求助10
3秒前
好玉应助drew采纳,获得10
3秒前
Jasper应助yuyu采纳,获得10
3秒前
3秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
shqim完成签到,获得积分10
4秒前
斯文败类应助wangjingni采纳,获得10
4秒前
4秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
仙都丽娜发布了新的文献求助10
6秒前
星星发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
JT完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6934438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8621494
关于积分的说明 18286119
捐赠科研通 6361168
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3074890
关于科研通互助平台的介绍 2112110
邀请新用户注册赠送积分活动 2052383