Improving Li-Ion Anodes with Systematic Elemental Doping in Titanium Niobate

材料科学 兴奋剂 阳极 离子 铌酸锂 无机化学 矿物学 化学工程 光电子学 冶金 化学 物理化学 电极 有机化学 工程类
作者
J. Michael Sieffert,Christopher J. Lang,Sophia Frazzini,Nooshin Zeinali Galabi,Stephanie Bazylevych,Paloma López Sarmiento,Marzieh Abdolhosseini,Eric McCalla
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (11): 5709-5719 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c00773
摘要

Lithium-ion batteries for high-power applications have become an increasingly important area of development as these devices have been used in implantable medical devices, where extreme safety and long lifetimes are essential. TiNb2O7 has emerged as a promising candidate to replace the current industrial standard Li4Ti5O12 as a safe high-power anode. In this study, we use combinatorial methods to screen the effects of 52 different dopants (M) in the composition (TiNb2)0.98M0.06O7 with 52 unique elemental dopants. The materials were studied with high throughput by X-ray diffraction and cyclic voltammetry to reveal the performance of the doped materials. Structural analysis revealed a change in the lattice parameters dependent on the substituent present, and some extremely large dopants were able to partially substitute into the materials. Several doped materials, particularly with large dopants, show excellent discharge capacities of 326.7 mAh g–1 at room temperature, an improvement of over 20% over the undoped material despite moderate doping levels (2% of the metals). Many of the doped TNO samples show excellent extended cycling, especially at 37 °C. The dramatic improvements with the addition of large dopants (most of which are electrochemically inactive) are attributed to distortions in the local structure improving the Li diffusion paths, thereby enabling higher capacities, and establish a new design principle in optimizing these safe anodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
胖馨馨完成签到,获得积分10
刚刚
hkh完成签到,获得积分10
刚刚
周杰伦发布了新的文献求助10
1秒前
知返完成签到 ,获得积分10
1秒前
magic_sweets完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
科研通AI2S应助秋津神奈采纳,获得10
2秒前
感动的白梅完成签到 ,获得积分10
3秒前
李健的小迷弟应助蓝天采纳,获得20
3秒前
深情的嫣然完成签到,获得积分20
3秒前
一颗红葡萄完成签到 ,获得积分0
4秒前
pearlwh1227完成签到,获得积分10
4秒前
Rainlistener完成签到,获得积分10
5秒前
XCYIN完成签到,获得积分10
6秒前
outbed完成签到,获得积分10
6秒前
鲤鱼谷秋完成签到 ,获得积分10
6秒前
Giana发布了新的文献求助30
6秒前
秦时明月GN完成签到,获得积分10
7秒前
皮卡丘完成签到,获得积分10
9秒前
cij123完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Jasper应助zhaosh采纳,获得10
9秒前
9秒前
风趣的天问完成签到 ,获得积分10
12秒前
谨慎的安柏完成签到,获得积分10
12秒前
cherry发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
ff完成签到,获得积分10
13秒前
友好的冥王星完成签到,获得积分10
13秒前
liu完成签到,获得积分10
14秒前
summor完成签到,获得积分10
15秒前
芋头发布了新的文献求助10
15秒前
折光完成签到 ,获得积分10
15秒前
YNR完成签到,获得积分10
16秒前
可爱的石头完成签到,获得积分10
17秒前
虚幻绿兰完成签到,获得积分10
18秒前
大王完成签到,获得积分10
19秒前
地球发布了新的文献求助10
19秒前
急诊守夜人完成签到 ,获得积分10
20秒前
燕燕完成签到,获得积分10
20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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 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 6440926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254788
关于积分的说明 17572555
捐赠科研通 5499226
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876777
关于科研通互助平台的介绍 1716941