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
搜集达人应助MM采纳,获得10
1秒前
酷波er应助行7采纳,获得10
1秒前
yousheng完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
细心涵阳发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.3应助科研狗采纳,获得30
3秒前
3秒前
科研通AI6.4应助科研狗采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.2应助科研狗采纳,获得10
4秒前
lili完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.2应助科研狗采纳,获得10
4秒前
4秒前
Warren发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.4应助科研狗采纳,获得10
4秒前
鸭不抗揍发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
71发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
眉洛发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
桐桐应助狂野抽屉采纳,获得10
7秒前
7秒前
CipherSage应助Jadon采纳,获得10
7秒前
8秒前
乐乐应助寻悦采纳,获得10
8秒前
hhhhh完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Yoci发布了新的文献求助10
9秒前
英姑应助wunai012321采纳,获得10
9秒前
毛毛虫应助无私枫叶采纳,获得10
10秒前
番茄发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
klzhuo发布了新的文献求助10
10秒前
加号发布了新的文献求助10
11秒前
长歌发布了新的文献求助10
11秒前
sciq完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.3应助1213采纳,获得10
12秒前
烟花应助1213采纳,获得10
12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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7314987
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931207
关于积分的说明 18930819
捐赠科研通 6975173
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213771
关于科研通互助平台的介绍 2381799
邀请新用户注册赠送积分活动 2192189