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
xiaowang完成签到,获得积分10
刚刚
重要的善愁完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.1应助顶刊_采纳,获得10
1秒前
fifteen应助木子采纳,获得10
1秒前
yxl发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
leoMessi发布了新的文献求助10
3秒前
蓝天应助Sea_U采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.2应助傻傻的芾采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
顶刊_完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
八宝粥发布了新的文献求助10
8秒前
Hannahcx发布了新的文献求助10
9秒前
石斑鱼完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
奋斗雅香完成签到 ,获得积分10
10秒前
共享精神应助DrWho1985采纳,获得10
11秒前
Jasper应助DrWho1985采纳,获得10
11秒前
小二郎应助DrWho1985采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
XIETTING发布了新的文献求助10
12秒前
木子完成签到,获得积分10
14秒前
认真栾完成签到,获得积分10
14秒前
yxlyx发布了新的文献求助10
15秒前
能干冰露完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
huang完成签到,获得积分10
21秒前
小翟完成签到,获得积分10
22秒前
刘紫然完成签到,获得积分20
23秒前
dyhhh完成签到 ,获得积分10
24秒前
二分三分完成签到,获得积分10
24秒前
molihuakai应助胜天半子采纳,获得10
24秒前
大个应助Hannahcx采纳,获得10
26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
卤化钙钛矿人工突触的研究 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
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 6520050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8313143
关于积分的说明 17778926
捐赠科研通 5622174
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926978
邀请新用户注册赠送积分活动 1903918
关于科研通互助平台的介绍 1764309