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
所所应助Buleier采纳,获得10
刚刚
1秒前
领导范儿应助ColdSunWu采纳,获得10
1秒前
1秒前
lijia3发布了新的文献求助10
1秒前
呼延初瑶发布了新的文献求助10
1秒前
再学一分钟完成签到,获得积分10
1秒前
orixero应助欢呼南珍采纳,获得10
2秒前
Echo发布了新的文献求助10
2秒前
munantianxia完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
XLB96完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小丹er发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
可爱的函函应助系紧鞋带采纳,获得10
6秒前
爆米花应助xiao采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
充电宝应助张来采纳,获得10
7秒前
逐水而生发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
于强强发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
平淡冬亦发布了新的文献求助10
9秒前
轻松香芦完成签到,获得积分10
10秒前
留胡子的代天完成签到 ,获得积分10
10秒前
星球杯发布了新的文献求助10
10秒前
ganlelelele发布了新的文献求助10
11秒前
zv发布了新的文献求助20
11秒前
星辰大海应助leey采纳,获得10
12秒前
fktd发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
枇杷膏发布了新的文献求助10
14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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6525399
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8318600
关于积分的说明 17802487
捐赠科研通 5626979
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2929116
邀请新用户注册赠送积分活动 1905908
关于科研通互助平台的介绍 1765647