Highly Improved Rate Capability for a Lithium‐Ion Battery Nano‐Li4Ti5O12 Negative Electrode via Carbon‐Coated Mesoporous Uniform Pores with a Simple Self‐Assembly Method

材料科学 化学工程 电解质 碳纤维 电极 介电谱 纳米复合材料 锂(药物) 钛酸锂 介孔材料 锂离子电池 氧化物 尖晶石 电池(电) 电化学 复合数 纳米技术 复合材料 有机化学 催化作用 化学 量子力学 医学 物理 冶金 内分泌学 功率(物理) 物理化学 工程类
作者
Eunae Kang,Yoon Seok Jung,Gi‐Heon Kim,Jinyoung Chun,Ulrich Wiesner,Anne C. Dillon,Jin Kon Kim,Jinwoo Lee
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:21 (22): 4349-4357 被引量:277
标识
DOI:10.1002/adfm.201101123
摘要

Abstract A mesostructured spinel Li 4 Ti 5 O 12 (LTO)‐carbon nanocomposite (denoted as Meso‐LTO‐C) with large (>15 nm) and uniform pores is simply synthesized via block copolymer self‐assembly. Exceptionally high rate capability is then demonstrated for Li‐ion battery (LIB) negative electrodes. Polyisoprene‐ block ‐poly(ethylene oxide) (PI‐ b ‐PEO) with a sp 2 ‐hybridized carbon‐containing hydrophobic block is employed as a structure‐directing agent. Then the assembled composite material is crystallized at 700 °C enabling conversion to the spinel LTO structure without loss of structural integrity. Part of the PI is converted to a conductive carbon that coats the pores of the Meso‐LTO‐C. The in situ pyrolyzed carbon not only maintains the porous mesostructure as the LTO is crystallized, but also improves the electronic conductivity. A Meso‐LTO‐C/Li cell then cycles stably at 10 C‐rate, corresponding to only 6 min for complete charge and discharge, with a reversible capacity of 115 mA h g −1 with 90% capacity retention after 500 cycles. In sharp contrast, a Bulk‐LTO/Li cell exhibits only 69 mA h g −1 at 10 C‐rate. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) with symmetric LTO/LTO cells prepared from Bulk‐LTO and Meso‐LTO‐C cycled in different potential ranges reveals the factors contributing to the vast difference between the rate‐capabilities. The carbon‐coated mesoporous structure enables highly improved electronic conductivity and significantly reduced charge transfer resistance, and a much smaller overall resistance is observed compared to Bulk‐LTO. Also, the solid electrolyte interphase (SEI)‐free surface due to the limited voltage window (>1 V versus Li/Li + ) contributes to dramatically reduced resistance.
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
lc339发布了新的文献求助10
1秒前
molihuakai应助你薛的对啊采纳,获得10
1秒前
研友_VZG7GZ应助九九九所以采纳,获得10
2秒前
白雪完成签到,获得积分10
3秒前
deest发布了新的文献求助10
4秒前
无语的俊驰完成签到,获得积分10
4秒前
脑洞疼应助知性的派大星采纳,获得10
7秒前
米糊完成签到,获得积分10
9秒前
流沙无言完成签到 ,获得积分10
9秒前
沉静小笼包完成签到,获得积分10
10秒前
威武大将军完成签到,获得积分10
10秒前
腻腻发布了新的文献求助10
11秒前
lc339完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
zokeay完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
aa完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
传奇3应助活着采纳,获得10
13秒前
kuandong完成签到,获得积分10
13秒前
英姑应助xiuwenli采纳,获得10
15秒前
han完成签到,获得积分10
15秒前
siaWu发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
可靠逍遥完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
GZY完成签到,获得积分10
17秒前
英姑应助感叹采纳,获得10
17秒前
斯文败类应助www采纳,获得10
18秒前
清新的宛丝完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
keke完成签到,获得积分10
18秒前
teqfsci完成签到,获得积分20
19秒前
han发布了新的文献求助10
19秒前
deest发布了新的文献求助10
20秒前
qqq关闭了qqq文献求助
20秒前
wangyup发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
无花果应助muzi采纳,获得10
22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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 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 7643194
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216266
关于积分的说明 19771336
捐赠科研通 7208553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276606
关于科研通互助平台的介绍 2438211
邀请新用户注册赠送积分活动 2274381