ДОПИРОВАННЫЕ ТИТАНАТЫ ЛИТИЯ И ИХ КОМПОЗИТЫ С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ КАК АНОДЫ ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Титанаты лития Li4+xTi5–xMxO12 (M = Sc, Ga, Al, Cr; x=0, 0.05, 0.1, 0.15) и их композиты с углеродными нанотрубками синтезированы золь-гель методом и охарактеризованы с помощью рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, импедансной и 7Li MAS-ЯМР-спектроскопии; проведено их электрохимическое тестирование. Показано, что допирование трехвалентными катионами приводит к уменьшению подвижности ионов лития в Li4+xTi5–xMxO12, чтоуказывает на доминирование переноса лития по вакансиям в этих материалах. Наилучшие электрохимические характеристики демонстрируют композиты Li4+xTi5–xMxO12 с углеродными нанотрубками.

Об авторах

И. А. Стенина

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: stenina@igic.ras.ru
Москва, Россия

Т. Л. Кулова

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Россия

А. Б. Ярославцев

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Dunn B., Kamath H., Tarascon J.-M. // Science. 2011. V. 334. P. 928. https://doi.org/10.1126/science.1212741
  2. Varzi A., Thanner K., Scipioni R. et al. // J. Power Sources. 2020. V. 480. P. 228803. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228803
  3. Chen Y., Kang Y., Zhao Y. et al. // J. Energy Chem. 2021. V. 59. P. 83. doi.org/10.1016/j.jechem.2020.10.017
  4. Sashmitha K., Rani M.U. // Polym. Bull. 2023. V. 80. P. 89. https://doi.org/10.1007/s00289-021-04008-x
  5. Li Y., Li Y., Zhang L. et al. // J. Energy Chem. 2023. V. 77. P. 123. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.10.026
  6. Hossain Md.H., Chowdhury M.A., Hossain N. et al. // Chem. Eng. J. Adv. 2023. V. 16. P. 100569. https://doi.org/10.1016/j.ceja.2023.100569
  7. Siller V., Gonzalez-Rosillo J.C., Nunez Eroles M. et al. // Mater. Today Energy. 2022. V. 25. P.100979. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.100979
  8. Liu R., Ma G., Li H. // Ferroelectrics. 2021. V. 580. P. 172. https://doi.org/10.1080/00150193. 2021.1905737
  9. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. P. 1185. https://doi.org/10.1515/pac-2016-1204
  10. Yan H., Zhang D., Qilu et al. // Ceramics Int. 2021. V. 47. P. 5870. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.10.241
  11. Pal S., Roy S., Jalagam P. et al. // ACS Appl. Energy Mater. 2021. V. 4. P. 969. https://doi.org/10.1021/acsaem.0c02929
  12. Han C., He Y.-B., Liu M. et al. // J. Mater. Chem. A. 2017. V. 5. P. 6368. https://doi.org/10.1039/C7TA00303J
  13. Xu X., Carr C., Chen X. et al. // Adv. Energy Mater. 2021. V. 11. P. 2003309. https://doi.org/10.1002/aenm.202003309
  14. Zhu C., Fuchs T.,Weber S.A.L. et al. // Nat.Commun. 2023. V. 14. P. 1300. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36792-7
  15. Bai X., Li T., Bai Y.-J. // Dalton Trans. 2020. V. 49. P. 10003. https://doi.org/10.1039/D0DT01719A
  16. Stenina I.A., Kulova T.L., Skundin A.M. et al. // Mater. Res. Bull. 2016. V. 75. P. 178. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.11.050
  17. Yi T.-F., Wei T.-T., Li Y. et al. // Energy Storage Mater. 2020. V. 26 P. 165. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.12.042
  18. Zhang E., Zhang H. // Ceram. Int. 2019. V. 45. P. 7419. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.01.030
  19. Stenina I.A., Shaydullin R.R., Desyatov A.V. et al. // Electrochim. Acta. 2020. V. 364. P. 137330. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137330
  20. Li J., Zhang T., Han C. et al. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 455. https://doi.org/10.1039/C8TA10680K
  21. Meng Q., Hao Q., Chen F. et al. // Mater. Charact. 2023. V. 203. P. 113089. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2023.113089
  22. Deng X., Li W., Zhu M. et al. // Solid State Ionics. 2021. V. 364. P. 115614. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115614
  23. Hu Y.,Wang L., Zhu C. et al. // Appl. Surf. Sci. 2024. V. 656. P. 159619. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159619
  24. Yin Y., Luo X., Xu B. // J. Alloys Compd. 2022. V. 904. P. 164026. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.164026
  25. Wang H., Wang L., Lin J. et al. // Electrochim. Acta. 2021. V. 368. P. 137470. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137470
  26. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A. // Surf. Innov. 2021. V. 9. P. 92. https://doi.org/10.1680/jsuin.20.00044
  27. Ding S., Jiang Z., Gu J. et al. // Front. Chem. Sci. Eng. 2021. V. 15. P. 148. https://doi.org/10.1007/s11705-020-2022-x
  28. Li X., Huang X., Chen Y. et al. // Electrochim. Acta. 2021. V. 390. P. 138874. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.138874
  29. Ma G., Deng L., Liu R. et al. // J. Solid State Electrochem. 2022. V. 26. P. 2893. https://doi.org/10.1007/s10008-022-05296-7
  30. Ke J., Zhang Y., Wen Z. et al. // J. Mater. Chem. A. 2023. V. 11. P. 4428. https://doi.org/10.1039/D2TA09502E
  31. Jang I.-S., Kang S.H., Kang Y.C. et al. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 605. P. 154710. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154710
  32. Stenina I., Shaydullin R., Kulova T. et al. // Energies. 2020. V. 13. P. 3941. https://doi.org/10.3390/en13153941
  33. Iniguez F.B., Jeong H., Mohamed A.Y. et al. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 112. P. 125. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2022.05.005
  34. Liu K., Wang J., Man J. et al. // Int. J. Energy Res. 2021. V. 45. P. 4345. https://doi.org/10.1002/er.6100
  35. Nezamzadeh Ezhyeh Z., Khodaei M., Torabi F. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 7105. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.340
  36. Hou L., Qin X., Gao X. et al. // J. Alloys Compd. 2019. V. 774. P. 38. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.364
  37. Ncube N.M., Mhlongo W.T., McCrindle R.I. et al. // Mater. Today: Proceed. 2018. V. 5. P. 10592. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.12.392
  38. Meng Q., Chen F., Hao Q. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 885. P. 160842. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160842
  39. Kulova T.L., Kreshchenova Y.M., Kuz’mina A.A. et al. // Mendeleev Commun. 2016. V. 26. P. 238. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.05.005
  40. Zou S., Wang G., Zhang Y. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 816. P. 152609. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152609
  41. Stenina I.A., Sobolev A.N., Yaroslavtsev S.A. et al. // Electrochim. Acta. 2016. V. 219. P. 524. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.10.034
  42. Стенина И.А., Соболев А. Н., Кулова Т. Л. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67.№6. С. 829.
  43. Shannon R.D., Prewitt C.T. // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. V. 25. P. 925. https://doi.org/10.1107/S0567740869003220

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024