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Significant study of BaTiO3 as a cathode for magnesium battery applications

四方晶系 材料科学 铁电性 钛酸钡 阴极 结构精修 钛酸酯 离子 电解质 相变 纳米技术 电介质 结晶学 晶体结构 光电子学 化学 复合材料 凝聚态物理 物理化学 陶瓷 电极 有机化学 物理
作者
Nasser Yacout,H.S. Refai,Mesfin A. Kebede,F. Salman,E. Sheha
出处
期刊:Materials Chemistry and Physics [Elsevier BV]
卷期号:292: 126770-126770
标识
DOI:10.1016/j.matchemphys.2022.126770
摘要

The attempts to tailor the physical properties of barium titanate (BTO) to qualify it as a promising cathode for metal-ion batteries are interesting strategies. Herein, the paper attempts to modify the structure of BTO via electrochemical insertion of Mg ion within the framework of BTO. Introduction of Mg 2+ ions within the framework of BTO drives the characteristic ferroelectric transition from 388K to 393K; furthermore, heat treatment of BTO beyond ferroelectric transition temperature T c redistributes Mg ions within the framework of BTO, which results in downshifting of the T c near the room temperature. XRD results confirm magnesiation and heat treatment of the magnesized BTO stimulates structure transformation from tetragonal to a cubic phase. The synthesized liquid Mg-electrolyte has exhibited an excellent LSV and Mg-platting/stripping. The assembled Mg/BTO cells with magnesized BTO cathode has relatively high initial specific capacity of 179.7 mAhg −1 , compared with the pristine BTO of 72.5 mAhg −1 . • Mg 2+ insertion in the framework of BaTiO 3 regulates ferroelectric transition state. • Downshift in the ferroelectric transition temperature upon insertion and preheating. • BaTiO 3 evolution from tetragonal to cubic upon insertion and heating beyond T C . • The structure evolution of BTiO 3 was monitored by Rietveld method.
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