Superior lithium storage in Fe2O3 nanoporous arrays endowed by surface phosphorylation and bulk phosphorous doping

纳米孔 杂原子 法拉第效率 材料科学 阳极 电解质 兴奋剂 锂(药物) 化学工程 电极 纳米技术 光电子学 化学 物理化学 有机化学 戒指(化学) 内分泌学 工程类 医学
作者
Jun Chen,Kun Wang,Minghao Sun,Wenbin Ni,Minjun Wang,Mincheng Yu,Dongxu Yu,Min Ling,Chengdu Liang
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:604: 154668-154668 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2022.154668
摘要

Fe2O3 film anodes are promising for application in lithium-ion micro-batteries in terms of their high theoretical capacity, earth-abundancy, and being environmentally friendly. Nevertheless, the low intrinsic electronic conductivity, sluggish Li+ diffusion, and unstable electrode–electrolyte interface stemming from cycling within Fe2O3 film limit its cyclic stability and rate capability. Herein, extraordinary cyclability and rate performance boosting of nanoporous Fe2O3 film anode are achieved using facile phosphorous heteroatom doping. The unique P-Fe2O3 nanoporous film can reversibly exhibit a capacity of 725 mAh/g at 248 mA g−1 for 300 cycles with a capacity retention of 94.5 %, which is approximately 15 times higher than that without P doping. Moreover, the P-Fe2O3 nanoporous film can retain a capacity of 401 mAh/g at a high rate of 2.48 A/g and the initial coulombic efficiency can reach 90.4 %. Experimental results and density functional theory analysis verify that the enhanced performance derives from the synergistic effect of surface phosphorylation layer and bulk P doping defect, which can promote electron and Li+ transportation meanwhile enhancing surface faradaic redox sites. The insight from this work can provide a new avenue for the rational design of other advanced film electrodes through defect and surface engineering simultaneously.

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
aaaa完成签到 ,获得积分10
刚刚
zcs完成签到,获得积分10
刚刚
研友_nEW4G8完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
今后应助yuki采纳,获得10
1秒前
无花果应助快乐冰蓝采纳,获得10
1秒前
1秒前
22完成签到,获得积分10
2秒前
skycool完成签到,获得积分10
2秒前
NexusExplorer应助ZZzz采纳,获得10
3秒前
鳄鱼发布了新的文献求助10
3秒前
愤怒的翅膀完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
LEO发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.3应助失眠宫苴采纳,获得10
6秒前
nrx完成签到,获得积分10
6秒前
LisA__完成签到,获得积分10
6秒前
谨慎翎完成签到 ,获得积分10
6秒前
FashionBoy应助sxw采纳,获得10
6秒前
Hang发布了新的文献求助10
7秒前
呜哈哈应助方程式采纳,获得20
7秒前
科研通AI6.3应助小龙采纳,获得10
7秒前
默弦发布了新的文献求助10
8秒前
22发布了新的文献求助10
8秒前
YESKY完成签到,获得积分10
8秒前
UIN完成签到,获得积分10
8秒前
小张同学发布了新的文献求助10
9秒前
英姑应助失眠的寄翠采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
伟仔仔完成签到,获得积分20
10秒前
英俊的铭应助孤鹜采纳,获得10
10秒前
molihuakai应助谷德存采纳,获得10
10秒前
maxiaole发布了新的文献求助10
10秒前
齐欢完成签到,获得积分10
10秒前
跳跃的匪完成签到,获得积分10
10秒前
快乐冰蓝完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Denz完成签到,获得积分10
11秒前
三方完成签到,获得积分10
12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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 630
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
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 7377359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8984951
关于积分的说明 19105658
捐赠科研通 7017653
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3226120
关于科研通互助平台的介绍 2389537
邀请新用户注册赠送积分活动 2206729