Reversible Al3+ storage mechanism in anatase TiO2 cathode material for ionic liquid electrolyte-based aluminum-ion batteries

锐钛矿 电解质 材料科学 离子液体 电池(电) 介孔材料 阴极 化学工程 循环伏安法 氧化还原 离子键合 离子 插层(化学) 储能 纳米技术 无机化学 电化学 电极 化学 催化作用 有机化学 光催化 物理化学 工程类 物理 功率(物理) 冶金 量子力学
作者
Na Zhu,Feng Wu,Zhaohua Wang,Liming Ling,Haoyi Yang,Yaning Gao,Shuainan Guo,Liumin Suo,Hong Li,Huajie Xu,Ying Bai,Chuan Wu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:51: 72-80 被引量:72
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2020.03.032
摘要

Rechargeable aluminum ion battery (AIB) with high theoretical specific capacity, abundant elements and low cost engages considerable attention as a promising next generation energy storage and conversion system. Nevertheless, to date, one of the major barriers to pursuit better AIB is the limited applicable cathode materials with the ability to store aluminum highly reversibly. Herein, a highly reversible AIB is proposed using mesoporous TiO2 microparticles (M-TiO2) as the cathode material. The improved performance of TiO2/Al battery is ascribed to the high ionic conductivity and material stability, which is caused by the stable architecture with a mesoporous microstructure and no random aggregation of secondary particles. In addition, we conducted detailed characterization to gain deeper understanding of the Al3+ storage mechanism in anatase TiO2 for AIB. Our findings demonstrate clearly that Al3+ can be reversibly stored in anatase TiO2 by intercalation reactions based on ionic liquid electrolyte. Especially, DFT calculations were used to investigate the accurate insertion sites of aluminum ions in M-TiO2 and the volume changes of M-TiO2 cells during discharging. As for the controversial side reactions in AIBs, in this work, by normalized calculation, we confirm that M-TiO2 alone participate in the redox reaction. Moreover, cyclic voltammetry (CV) test was performed to investigate the pseudocapacitive behavior.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
莉莉安完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
wrx完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Mr祥关注了科研通微信公众号
1秒前
SihanYin发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6应助DouBo采纳,获得10
3秒前
悦耳的闭月完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI2S应助孝顺的世界采纳,获得10
3秒前
隐形曼青应助lizhenya采纳,获得200
3秒前
3秒前
Benedict完成签到,获得积分10
3秒前
没心情A发布了新的文献求助10
4秒前
WANDour发布了新的文献求助10
4秒前
月儿发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
拼搏宛儿发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Thea完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
南珰完成签到 ,获得积分10
11秒前
平常的如风完成签到,获得积分10
11秒前
王木木发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
Thea发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
FashionBoy应助骆闻采纳,获得10
13秒前
阿奇小白熊完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
孤独语山发布了新的文献求助30
14秒前
peiter发布了新的文献求助10
14秒前
wanci应助拼搏宛儿采纳,获得10
14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
Fermented Coffee Market 2000
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Investigative Interviewing: Psychology and Practice 300
Atlas of Anatomy (Fifth Edition) 300
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5286904
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4439441
关于积分的说明 13821830
捐赠科研通 4321463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2371969
邀请新用户注册赠送积分活动 1367463
关于科研通互助平台的介绍 1330923