Interpenetrated Networks between Graphitic Carbon Infilling and Ultrafine TiO2 Nanocrystals with Patterned Macroporous Structure for High-Performance Lithium Ion Batteries

材料科学 阳极 锂(药物) 化学工程 介孔材料 电极 纳米颗粒 碳纤维 电解质 复合数 纳米技术 复合材料 催化作用 有机化学 医学 工程类 内分泌学 物理化学 化学
作者
Wenji Zheng,Zhijun Yan,Yan Dai,Naixu Du,Xiaobin Jiang,Hailing Dai,Xiangcun Li,Gaohong He
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (24): 20491-20500 被引量:38
标识
DOI:10.1021/acsami.7b02345
摘要

Interpenetrated networks between graphitic carbon infilling and ultrafine TiO2 nanocrystals with patterned macropores (100-200 nm) were successfully synthesized. Polypyrrole layer was conformably coated on the primary TiO2 nanoparticles (∼8 nm) by a photosensitive reaction and was then transformed into carbon infilling in the interparticle mesopores of the TiO2 nanoparticles. Compared to the carbon/graphene supported TiO2 nanoparticles or carbon coated TiO2 nanostructures, the carbon infilling would provide a conductive medium and buffer layer for volume expansion of the encapsulated TiO2 nanoparticles, thus enhancing conductivity and cycle stability of the C-TiO2 anode materials for lithium ion batteries (LIBs). In addition, the macropores with diameters of 100-200 nm in the C-TiO2 anode and the mesopores in carbon infilling could improve electrolyte transportation in the electrodes and shorten the lithium ion diffusion length. The C-TiO2 electrode can provide a large capacity of 192.8 mA h g-1 after 100 cycles at 200 mA g-1, which is higher than those of the pure macroporous TiO2 electrode (144.8 mA h g-1), C-TiO2 composite electrode without macroporous structure (128 mA h g-1), and most of the TiO2 based electrodes in the literature. Importantly, the C-TiO2 electrode exhibits a high rate performance and still delivers a high capacity of ∼140 mA h g-1 after 1000 cycles at 1000 mA g-1 (∼5.88 C), suggesting good lithium storage properties of the macroporous C-TiO2 composites with high capacity, cycle stability, and rate capability. This work would be instructive for designing hierarchical porous TiO2 based anodes for high-performance LIBs.
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
1秒前
Hades完成签到,获得积分10
2秒前
无脚鸟完成签到,获得积分10
3秒前
顺利厉完成签到 ,获得积分20
3秒前
rainhowk完成签到,获得积分10
4秒前
不想学习鸭完成签到 ,获得积分20
5秒前
小子发布了新的文献求助10
5秒前
顺利厉发布了新的文献求助10
6秒前
阔达蓝血完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
脑洞疼应助Wangyn采纳,获得10
8秒前
SciGPT应助wang5945采纳,获得10
9秒前
shan完成签到,获得积分10
9秒前
生动惜灵完成签到,获得积分10
10秒前
思源应助Nanobot采纳,获得10
11秒前
11秒前
lc发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
wangx完成签到,获得积分10
13秒前
阳光易巧发布了新的文献求助10
15秒前
平常竹完成签到,获得积分10
17秒前
li发布了新的文献求助150
17秒前
Alex Young发布了新的文献求助10
18秒前
红黄蓝完成签到,获得积分20
19秒前
wanci应助小子采纳,获得10
19秒前
wangx发布了新的文献求助50
19秒前
米九完成签到,获得积分10
20秒前
三木子给三木子的求助进行了留言
21秒前
21秒前
C·麦塔芬发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
leon发布了新的文献求助10
24秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
joyce完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得30
26秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
Evaluating the Cardiometabolic Efficacy and Safety of Lipoprotein Lipase Pathway Targets in Combination With Approved Lipid-Lowering Targets: A Drug Target Mendelian Randomization Study 500
Crystal Nonlinear Optics: with SNLO examples (Second Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3733036
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3277209
关于积分的说明 10001026
捐赠科研通 2992875
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1642479
邀请新用户注册赠送积分活动 780435
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 748830