Nanoconfinement Geometry of Pillared V 2 O 5 Determines Electrochemical Ion Intercalation Mechanisms, Storage Sites, and Diffusion Pathways

插层(化学) 电化学 材料科学 扩散 离子 无机化学 结晶学 化学物理 化学 电极 物理化学 热力学 物理 有机化学
作者
Jameela Karol,Charles Otieno Ogolla,Mohsen Sotoudeh,Manuel Dillenz,Maciej Tobis,Ellen Vollmer,Yoga Trianzar Malik,Maider Zarrabeitia,Axel Groß,Benjamin Butz,Simon Fleischmann
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (29): 26904-26919 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c08169
摘要

Improving the electrochemical ion intercalation capacity and kinetics in layered host materials is a critical challenge to further develop lithium-ion batteries, as well as emerging cell chemistries based on ions beyond lithium. Modification of the nanoconfining interlayer space within host materials by synthetic pillaring approaches has emerged as a promising strategy; however, the resulting structural properties of host materials, host-pillar interactions as well as associated electrochemical mechanisms remain poorly understood. Herein, we systematically study a series of bilayered V2O5 host materials pillared with alkyldiamines of different lengths, resulting in tunable nanoconfinement geometries with interlayer spacings in the range of 1.0-1.9 nm. The electrochemical Li+ intercalation capacity is increased from approximately 1.0 to 1.5 Li+ per V2O5 in expanded host materials due to the stabilization of new storage sites. The intercalation kinetics improve with expansion due to a transition in Li+ diffusion pathways from 1D to 2D diffusional networks. Operando X-ray diffraction reveals a transition of the intercalation mechanism from solid-solution Li+ intercalation in V2O5 hosts with small and medium interlayer spacings to solvent cointercalation in V2O5 with the largest interlayer spacing. The work systematically demonstrates the impact of nanoconfinement geometry within bilayered V2O5 on the resulting Li+ intercalation metrics and mechanisms, providing insights into both the microstructure and associated electrochemistry of pillared materials.
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
我不会乱起名字的完成签到,获得积分10
刚刚
畅快的长颈鹿完成签到 ,获得积分10
1秒前
Camus完成签到,获得积分10
1秒前
风清扬完成签到,获得积分0
3秒前
爆米花应助似水流年采纳,获得10
5秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
8秒前
小恐龙怪兽完成签到 ,获得积分10
9秒前
David完成签到,获得积分20
11秒前
叮叮叮铛完成签到,获得积分0
13秒前
烟花应助丽丽采纳,获得10
13秒前
16秒前
17秒前
Kao应助多喝水er采纳,获得10
17秒前
David发布了新的文献求助10
17秒前
20秒前
似水流年发布了新的文献求助10
21秒前
Somnolence咩完成签到,获得积分10
21秒前
欢喜的跳跳糖完成签到 ,获得积分10
24秒前
DAY1应助雪山飞龙采纳,获得10
28秒前
eth完成签到 ,获得积分10
28秒前
小蘑菇应助wowser采纳,获得10
28秒前
zouzh完成签到 ,获得积分10
29秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
29秒前
小蜗牛完成签到 ,获得积分10
29秒前
cdercder完成签到,获得积分0
30秒前
34秒前
老老实实好好活着完成签到,获得积分10
35秒前
吴阳完成签到,获得积分10
37秒前
37秒前
39秒前
甜甜醉波完成签到,获得积分10
40秒前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
43秒前
zsssssh发布了新的文献求助10
43秒前
杨羕完成签到,获得积分10
43秒前
雨恋凡尘完成签到,获得积分0
43秒前
微雨若,,完成签到 ,获得积分10
44秒前
丽丽发布了新的文献求助10
45秒前
wowser发布了新的文献求助10
45秒前
jeffrey完成签到,获得积分0
45秒前
暴躁的山灵完成签到,获得积分10
47秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875073
关于积分的说明 18734672
捐赠科研通 6933528
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199831
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506