Cu / li4ti5o12 ställningar som överlägsna anoder för litiumjonbatterier | npg asia material

Cu / li4ti5o12 ställningar som överlägsna anoder för litiumjonbatterier | npg asia material

Anonim

ämnen

  • nano~~POS=TRUNC

Abstrakt

Nanostrukturerade aktiva material med både hög kapacitet och hög hastighet har väckt stor uppmärksamhet, men de är fortfarande en stor utmaning att bli realiserad. Här rapporterar vi en ny väg för att tillverka ett tvåkontinuerligt Cu / Li 4 Ti 5 O 12- ställning som består av Li 4 Ti 5 O 12- nanopartiklar (LTO NPs) med mycket exponerade (111) fasetter och nanoporösa Cu-ställningar, som möjliggör samtidigt höga -kapacitet och hög hastighet litiumlagring. Det är en "en sten, två fåglar" -strategi. När testade som anoden i litiumjonbatterier LIB: er visade Cu / LTO överlägsen prestanda, till exempel en livslängd som är mer än 2000 cykler och en extremt snabb laddningstid (<45 s). Noterbart observerades den ultrahöga kapaciteten något större än det teoretiska värdet i Cu / LTO vid låg strömtäthet. Beräkningar av funktionsteorikens täthet och detaljerade karaktärer avslöjade att de mycket exponerade (111) fasterna på kanten är orsaken till dess unika lagringsmekanism (8a + 16c), som skiljer sig från övergången mellan 8a och 16c i bulk LTO.

Introduktion

Det är välkänt att laddningsbara batterier vanligtvis lagrar betydligt mer energi än kondensatorer men levererar lägre effekt. 1, 2, 3 För att förbättra jon- och elektrontransportkinetik i batterier har många metoder använts, såsom ledande skiktbeläggning, syntes av elektrodmaterialet vid nanoskala och jon-doping. 4, 5, 6 Mycket nyligen har konstruktion av tredimensionell bikontinuerlig strömkollektor / aktivt material hybridelektroder, som visade både hög elektron- och jonledningsförmåga, 7, 8, 9 visat sig vara en annan lätt och effektiv metod. Dessutom har NiOOH / nickelkomposit ställningskatoder 7 och Au-Ge-elektroder föreslagits. 8 Tillsammans med utvecklingen av nanoteknologi och vetenskap kan nanostrukturerade elektrodmaterial med exponerade högreaktiva kristallplan (figur 1a) nu visa lovande egenskaper, inklusive högre elektrokemiska prestanda. 10, 11, 12, 13 Ett bra exempel är (111) fasetten av Co3O4-nanokristaller; 10 fas (111) är önskvärd för LIB: er och visar en större kapacitet än (001) planet. Ett annat exempel är Li 4 Ti 5 O 12- filmer med (111) plan, som visade bättre jontransportegenskaper och därmed större Li-lagringsprestanda än prover med andra exponerade plan. 13 Det är emellertid fortfarande en stor utmaning att samtidigt erhålla nanostrukturerade aktiva material med både mycket exponerade plan och effektiva jon- och elektronvägar.

Jämförelse av två traditionellt använda metoder och den nya strategin för ett Cu / LTO-ställning: ( a ) Illustration av den normala ytaktiva metoden för att erhålla nanomaterial med mycket exponerade plan. ( b ) Schematisk representation av en vanligt använd elektrod bestående av LTO-partiklar, en elektrolyt och en strömkollektor. Fyra primära motstånd finns i denna elektrodstruktur under laddning / urladdningsprocessen: (1) jontransport i elektrolyten; (2) jontransport i elektroden; (3) elektrokemiska reaktioner i elektroden; och (4) elektronledning i elektroden och strömkollektorn. ( c ) Schematisk illustration av en ny "en sten, två fåglar" -strategi för att tillverka en bikontinuerlig Cu / LTO-elektrod via en tredimensionell nanoporös Cu-ställningsmallväg, där LTO-NP: er kan inkapslas i Cu-nanoporerna.

Bild i full storlek

Här rapporterar vi en ny väg för att tillverka en tvåkontinuerlig Cu / Li 4 Ti 5 O 12- ställningselektrod som består av LTO NP med mycket exponerade (111) fasetter och nanoporösa Cu-ställningar för att förbättra elektron- och jontransporten och därmed möjliggöra hög kapacitet och hög hastighet litiumlagring. LTO väljs i denna studie på grund av dess höga Li-införingsspänning ( ca 1, 5 V vs Li + / Li) och nollstaminsättningseegenskap, men dess låga elektriska konduktivitet (~ 10 −13 S cm −1 ) och litiumdiffusionskoefficient (~ 10 −13 cm 2 s −1 ) hindrar ultrasnabb litiumlagring. 4, 14, 15 Som illustreras i figur la finns det i den vanligt konstruerade LTO-elektrodarkitekturen fyra primära motstånd under laddnings-urladdningsprocessen: (1) Li + transport i elektrolyten; (2) Li + överföring från elektrolyten till LTO-elektroden; (3) Li + diffusion i elektroden; och (4) elektronledningsförmåga i elektroden och strömkollektorn. För att uppnå den superkapacitat-liknande hastighetsprestanda används ett nanoporöst Cu-ställning (NPCu) här som en mall, och LTO NP: er inkapslas sedan i nanoporerna i NPCu, såsom visas i figur 1c. Det är en strategi för en sten, två fåglar. Å ena sidan ger NPCu större elektrokonduktivitet än den typiska strömkollektorn och elektrodstrukturen. Å andra sidan är det möjligt att få LTO NP med sina aktiva plan mycket exponerade, vilket kan ge hög litiumjonledningsförmåga i den unika Cu / LTO-arkitekturen. Detta resultat kan delvis tillskrivas den strikta utrymmesbegränsande effekten inuti de nanosiserade porerna i NPCu och den höga andelen böjda ytor som finns i nanoporerna i NPCu-inre (figur 1c).

Material och metoder

Syntes av nanoporöst Cu / LTO-ställning

I det första steget bereddes nanoporösa Cu-ställningsmallar (NPCu). I de typiska experimenten belades Cu 50 Al 50- legeringstickor erhållna med elektronstrålsmältningsmetoden med ett tunt skikt av Cu för att undvika mallkollaps och etsades sedan selektivt (Al) i vattenhaltig NaOH-lösning tills inga vätebubblor observerades. Som framställt NPCu-skum placerades i 2, 8 ml lösning innehållande 5 m M TiCl4 och 21 mg LiOH · H20. Efter lagring i en torr och stängd miljö under ungefär 1-5 timmar, tvättades med etanol och vatten tre gånger, torkades vid 100 ° C under 6 timmar och kalcinerades slutligen vid 600 ° C under 1, 5 timmar i en blandad gas (5% volym / volym H2 i Ar).

Karakterisering

JEOL 3000F- och 2100F-mikroskop användes för att observera morfologin för de slutliga produkterna, medan ett Hitachi S4800-elektronmikroskop som arbetade vid 15 kV användes för att erhålla avsökning av elektroniska mikroskopibilder. För att registrera röntgendiffraktionsmönster användes en Philips X Pert PRO MPD röntgendiffraktometer och användes vid 35 kV och 45 mA med Cu Ka-strålning. XPS-mätningar utfördes på en ESCALab220i-XL-spektrometer med användning av en tvillinganod Al Ka ​​(1486, 6 eV) röntgenkälla, i vilken alla spektra kalibrerades till bindningsenergin för Ci-s-toppen vid 284, 6 eV.

Elektrokemiskt test

Ett Hokudo Denko-laddnings- / urladdningsinstrument användes för att bestämma de elektrokemiska egenskaperna för proverna. Elektrolyten var 1 M LiCl04 i etylkarbonat (EC) och dietylkarbonat (DEC; EC: DEC = 1: 1 i volym / volym). Cellerna samlades i en handskbox fylld med ren argongas. Galvanostatiska urladdnings- / laddningsmätningar utfördes över ett potentiellt intervall av 2, 5 V − 1 V mot Li + / Li. Här beräknades Cu / LTOs specifika kapacitet baserat på vikten av LTO.

Beräkningar av funktionell teoridensitet

Alla marktillståndsenergier beräknades med användning av den generaliserade gradient-approximationen till densitetsfunktionsteorin som implementerades i Wien ab initio simuleringspaketet (VASP).

resultat och diskussion

Karakterisering av Cu / LTO-ställningen

Kompletterande figur S1 visar tillverkningsprocessen för Cu / LTO-elektroden. Två steg används här: selektiv etsning av Al från en Cu-Al-legering för att erhålla NPCu-stöd och inkapslingen av LTO NP: er i NPCu. Röntgendiffraktionsmönstren för Cu / LTO (kompletterande figur S2) är välindexerade som spinel Li 4 Ti 5 O 12 (JCPDS-kort nr 49–0207, rymdgrupp Fdm (227)) tillsammans med kubisk Cu (JCPDS: 00004 -0836, rymdgrupp Fmm). Dessutom kan en liten rutil TiO 2- förorening (JCPDS-kort nr 21–1276, markerad som blå cirkel, kompletterande figur S2) hittas i slutprodukten. Från figur 2a och kompletterande figur S3 kan man observera att NPCu-skum uppvisar en bikontinuerlig struktur bestående av nanoporer med en porstorlek av ~ 50–100 nm. En annan anmärkningsvärd egenskap hos NPCu är dess ultrahöga elektriska konduktivitet vid rumstemperatur. Den inbyggda schematiska figuren av NPCu i figur 2 visar tydligt dess bikontinuerliga porositet.

Strukturanalys av en Cu / LTO-byggnadsanod: ( a, b ) skanning av elektronisk mikroskopi och transmissionselektronmikroskopi (TEM) bilder av en tillverkad bikontinuerlig tredimensionell kopparställningsmall efter behandlingsbehandling. Insats visar den schematiska representationen av ett stycke av Cu-ställningen. ( c, d ) TEM-bilder med låg och hög förstoring av Cu / LTO-provet. Insats som visar den schematiska ritningen av Cu / LTO.

Bild i full storlek

Efter tillväxt och glödgningsbehandling in situ inkapslas LTO NP: erna väl i de interdigiterade högporösa metalliska byggnadsställningarna, vilket leder till bildandet av de bikontinuerliga Cu / LTO-elektroderna (figur 2d). Följaktligen kan elektron- och jontransportlängderna i det aktiva materialet (LTO) och elektrolyten teoretiskt förkortas samtidigt, vilket resulterar i den höga effektdensiteten, och de aktiva materialen (LTO NP: er) kan fyllas väl i dessa tredimensionella nanoporösa ställningar jämfört med de traditionella 2D Cu-foliemallarna, vilket leder till den höga energitätheten. 7, 8, 9 Storleken på de resulterande LTO NP: erna varierar från 30 till 90 nm, beroende på diametern på NPCu: s porer. Figur 2d visar HRTEM-bilden av en enda LTO NP inom Cu / LTO. Det observerade d-avståndet på 0, 47 nm matchar väl det med {111} -fasetterna på spinel Li 4 Ti 5 O 12 . Dessutom kan en epitaxial tillväxt förekomma i Cu / LTO-system baserade på beräkningar av densitetsfunktionsteori (kompletterande figur S4), där Cu (111) har den lägsta ytenergin. Denna tillväxt liknar den epitaxiella tillväxtsyntesen av LTO-filmer med samma orientering på SrTiO3-substrat, inklusive LTO (111) på SrTiO3 (111) och LTO (110) på SrTiO3 (110). 13

Hög hastighet och hög kapacitet för Cu / LTO-ställning för litiumlagring

Cu / LTO tillverkades i myntceller för att undersöka dess potentiella tillämpning i Li-ion-batterier. 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 Som illustreras i figur 3a kan den tillverkade Cu / LTO inte bara leverera ultrahög kapacitet nära det teoretiska värdet utan har också supercyklisk kapacitet bibehållande. Exempelvis kan Cu / LTO efter 1200 laddnings- / urladdningscykler leverera en ultrahög reversibel kapacitet på 172 mAh g −1, vilket är jämförbart med det teoretiska värdet (175 mAh g −1 ). Figur 3b visar den första, 50: e, 100: e, 600: e och 1200: e urladdnings-laddningsspänningsprofilen för Cu / LTO vid en strömtäthet av 0, 5 C. Kurvorna är karakteristiska för en LTO-elektrokemisk väg. Den försumbara förändringen i kurvformen indikerar att de nuvarande tredimensionella nanoporösa arkitekturerna verkligen är fördelaktiga för förbättring av LTO-anodmaterial. Även om en liten mängd rutil Ti02 finns i Cu / LTO, observeras de typiska platåerna för Ti02 inte. 23 Detta resultat indikerar att bidraget till elektrokemisk prestanda för hela elektroden från föroreningen är försumbar. Observera att under låg strömtäthet (till exempel 0, 1 C) kommer Cu / LTO: s kapacitet att överstiga det teoretiska värdet på 175 mAh g −1 och kommer att uppvisa mycket hög stabilitet i cyklisk prestanda (tilläggsbild S5). Detta fenomen kan vanligtvis hittas i 10–30 nm stora LTO-partiklar. 24

Elektrokemisk karaktärisering av Cu / LTO-ställning: ( a ) Cykelprestanda och motsvarande effektivitet för Cu / LTO-hybrider med hastigheten 0, 5 C. ( b ) De galvanostatiska urladdnings- / laddningsspänningsprofilerna för Cu / LTO vid 0, 5 C i den första, 50: e, 100: e, 600: e och 1200: e cykeln. ( c ) Jämförelse av hastighetskapaciteten för Cu / LTO och LTO NP: er. ( d ) Cykelprestanda och motsvarande Coulombic-effektivitet för Cu / LTO vid 1 C. ( e ) Jämförelse av hastighetskapaciteten för Cu / LTO-ställningar med andra nyligen rapporterade LTO-baserade höghastighetselektroder. Kapaciteterna uppskattades baserat på deras totala massa av elektrodmaterial.

Bild i full storlek

Mer signifikant uppvisar Cu / LTO-elektroden ultrafasta litiumlagringsegenskaper, såsom visas i figur 3c. Exempelvis kan Cu / LTO-elektroden bibehålla en hög kapacitet när strömtätheten ökas till 5 C eller 20 C. Anmärkningsvärt vid en mycket hög strömhastighet på 80 C, motsvarande en laddningstid på ~ 45 s, det reversibla Cu / LTO: s kapacitet kan fortfarande nå 127 mAh g −1 . Dessa resultat är mycket överlägsna de hos andra anodmaterial, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 vilket tydligt visar att Cu / LTO är ett lovande elektrodematerial med hög energi och hög effekt för LIB: er . Dessutom uppvisar Cu / LTO cykelprestanda med hög hastighet och upprätthåller ultrastabil kapacitet vid 1 C under över 2000 cykler (figur 3d). Den snabba Li + -transporten av Cu / LTO observeras vidare från den lilla polarisationen för Cu / LTO (skillnader mellan potentialen för laddningsplatåerna och urladdningsplatåerna). 5

Det finns få rapporter om en så bra prestanda med dessa höga priser i litteraturen. Prestandan hos den tillverkade Cu / LTO med så höga hastigheter är betydligt bättre än för andra Li 4 Ti 5 O 12- baserade högfrekvenselektroder i nyligen rapporterade verk. 5, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 Såsom visas i de jämförda resultaten presenterade i figur 3e innefattar dessa rapporterade elektroder rutil TiO2-belagd LTO, 5 nanokristallin LTO, 14 Zr-dopad LTO 15 15 kolbelagda LTO, 16 Cr-dopade LTO, 17 LTO nanotrådsuppsättningar, 18 mesoporösa Li 4 Ti 5 O 12 / C, 19 LTO nanorörsuppsättningar, 20 nanostrukturerade LTO odlade på rGO 21 och olika dopade LTO-strukturer. 22

Cu / LTOs ultrasnabba superkondensator-taktprestanda kunde främst tillskrivas deras tredimensionella tvåkontinuerliga arkitekturer. Denna strukturella unikhet möjliggör samtidig minimering av huvuddelen av de primära motstånden som uppstår i laddnings- / urladdningsprocesserna (visas i figur 1), och därigenom underlätta överföring av Li + vid gränssnittet mellan elektrolyten och elektroden och främja Li + -diffusion i elektrod samt elektrontransport. Därför kan den ultrafasta litiumlagringen i Cu / LTO realiseras perfekt. Dessutom kan hydrering (glödgningsbehandling av prekursorer i Ar / H2) producera Ti3 + -platser i Cu / LTO för att ytterligare förbättra dess elektroniska konduktivitet och därmed dess hastighetsprestanda. 18 Såsom verifierad med röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS; kompletterande figur S6) bör de två positiva topparna centrerade vid 463, 3 och 457, 6 eV tillskrivas Ti2p 1/2 och Ti2p 3/2 topparna av Ti 3+ genom att subtrahera de normaliserade Ti2p-spektra för Cu / LTO med LTO NP: er (kompletterande figur S6b). 18

Ännu viktigare är att de utmärkta högkapacitetsegenskaperna hos Cu / LTO under både höga och låga hastigheter tros komma från deras unika strukturella egenskaper. Bland dem har kristallplaneffekten en viktig roll. 12 På kanten av Cu / LTO NP: er finns många exponerade högenergi {111} -fasetter som härrör från den rymdbegränsande effekten av de nanoserade porerna. Såsom avslöjas i figur 4a, tillsammans med FFT-mönstret (inlägg), termineras LTO-ytor med en hög densitet av atomsteg och kinks tillsammans med många zig-zag-gränssnitt. Till exempel är bara en liten bit av ytan (figur 4b) sammansatt av åtta terrasser separerade med atomsteg. De defekter som finns i dem kan vara förenliga med den höga ytfria energin hos LTO (111) jämfört med (110) planet (y (110) <y (111)). 25 Generellt tros den höga densiteten hos atomsteg vara ett av de viktiga ursprungen till de höga katalytiska eller elektrokemiska aktiviteterna för små nanomaterial. 10, 11, 12, 13 På liknande sätt kan detta drag av Cu / LTO underlätta förbättringen av den elektrokemiska funktionen hos LTO.

De detaljerade morfologierna för Cu / LTO-kanten: ( a ) HRTEM-bild taget av kanten av Cu / LTO. ( b ) HRTEM-bild av en bit av de exponerade LTO (111) -planen som visar en stegad yta. Den gröna cirkeln anger en defekt på ytan. ( c ) Den förstorade (FFT inversa) bilden av LTO NP tagna från Cu / LTO, där de svarta hålen anger 16c (vakans) -platserna och Li2 representerar Li 1/3 Ti 5/3 . ( d ) Motsvarande schematiska gitter för LTO. Skala bar: 1 nm.

Bild i full storlek

Med tanke på de mycket exponerade faserna med hög energi (111) och den höga densiteten av atomsteg som finns på ytan på Cu / LTO, tros dess Li + lagringsmekanism vara annorlunda än den för bulk LTO. Härin visualiseras den väldefinierade strukturen för Cu / LTO direkt med hjälp av högvinkliga ringformiga mörkfältdetektorer vid avsökning av transmissionselektronmikroskopi (STEM-HAADF). 26 Som visas i den förstorade (FFT-omvända) bilden (figur 4c) representerar de svarta hålen de lediga 16c-platserna, och Li1 betecknar 8a-platserna. Figur 4d visar motsvarande [−211] -projektion av LTO-strukturen, i vilken Li, O och [Li 1/3 Ti 5/3 ] atomer / plattor observeras direkt eftersom separata kolumner av dessa atomer är inriktade i denna riktning. Olika färgade kulor används för att beskriva de olika atomerna eller plattorna.

På grundval av beräkningarna av densitetsfunktionsteorin illustrerad i figur 5 kommer den exponerade ytan att påverka LTO: s kapacitet avsevärt. Vi undersökte först den exakta lagringsmekanismen för bulk LTO, som exakt skulle kunna beskrivas som [Li] 8a [] 16c [Ti] 16d [Li 1/3 Ti 2/3 ] 16d [O 4 ] 32e (där en tom konsol anger en ledig plats, ekvation 1). Efter lithiering kommer Li-joner att migrera från tetraedrala 8a till de octahedriska 16c-platserna, och 8a töms för att uppnå den slutliga Li 7 Ti 5 O 12- kompositionen med en teoretisk kapacitet på 175 mAh g −1 (figur 5). I likhet med storlekseffekterna i Li 4+ x Ti 5 O 12- spinellen, 25 förutsågs den ytterligare Li att ockupera 8a-platserna för LTO (111) eftersom 16c-platser i den slutliga Li 7 Ti 5 O 12- kompositionen nästan är fullständigt upptagna . Faktum är att genom att lägga Li till de lediga 8a-platserna i (111) -plattorna (så att alla 16c-platser är upptagna) kan det stökiometriska litiuminnehållet överskridas till kompositionen i Li 8.5 Ti 5 O 12 innan en negativ spänning når 25 (tilläggsfigur S6) som är betydligt större än det teoretiska värdet på 175 mAh g −1 (Li 7 Ti 5 O 12 ); Även innan den närmar sig 1 V kommer den slutliga kompositionen att vara Li 7, 75 Ti 5 O 12 (kompletterande figur S7), vilket är något förbättrad jämfört med Li 7 Ti 5 O 12 . Detta resultat överensstämmer med den större kapaciteten som finns i elektrokemiskt laddade epitaxial-odlade filmer. 13 Det noteras att detta skiljer sig från bulk LTO, men liknar det nanoserade; en högre reversibel kapacitet (Li 8, 5 Ti 5 O 12 ) kan endast uppnås när bulk-spinellen Li 4+ x Ti 5 O 12 lossnar ner till 0, 01 V, och slutkompositionen för Li 7, 84 Ti 5 O 12 kan realiseras när 12 nm Li 4+ x Ti 5 O 12 urladdningar till 0, 9 V. 25 Detta resultat antyder att öka mängden (111) plan på ytan av LTO kan förbättra kapaciteten kraftigt. Dessutom bestämdes den beräknade genomsnittliga insättningsspänningen för LTO (111) (till Li 7 Ti5O 12 ) till 1, 77 V, vilket är högre än 1, 57 V för bulk LTO (försöksvärdet är ~ 1, 55 V). Detta resultat överensstämmer med observationen att Cu / LTOs införingsspänning är något högre än för LTO NP: er. Här bör vi notera att endast ~ 175 mAh g −1, eller en något förbättrad kapacitet, uppnås för Cu / LTO. Såsom visas i figur 5 kan den samtidigt ockuperande mekanismen 8a och 16c (8a + 16c) vara tillämpbar i de mycket exponerade (111) fasetterna på ytan, medan under ytan kommer Cu / LTO att följa bulkens lagringsregel av ockupation av 16c-platser av Li-joner och tömning av 8a-platser. Detta resultat indikerar vidare att ökning av andelen (111) fasetter kommer att öka lagringskapaciteten för LTO.

Den unika lagringsmekanismen för Cu / LTO: En schematisk illustration av en möjlig lagringsmekanism för Cu / LTO med mycket exponerade (111) fasetter baserade på DFT-beräkningar. På ytan migrerar två typer av Li-joner under litieringsprocessen; xa representerar de ytterligare Li-jonerna som upptar lediga 8a-platser, och x 0 betecknar Li-jonerna som transporteras från 8a till 16c-platser. I bulk eller under ytan kan endast Li-joner från 8a-ställen (x 0 ) införa / avlägsna in i / från 16c-platser. Teoretisk kapacitet är således 175 mAh g −1 .

Bild i full storlek

Säkerhet är avgörande för applicering av elektroder i LIB: er. Gasutsläpp av elektroden under laddning / urladdningsprocessen leder vanligtvis till säkerhetsproblem. En tidigare studie 26 visade att samexistensen av två faser i bulk LTO tros vara ansvarig för gasfrisläppande problem (paketsvullnad) när LTO används som anod i fulla batterier. Ovanstående fenomen observeras emellertid inte i Cu / LTO (kompletterande figur S8), vilket antyder att det kan vara en säker anod. Detta kan vara relaterat till den skyddande rollen för de nanoporösa Cu-ställningarna, analogt med att bära en kappa.

Sammanfattningsvis har vi demonstrerat en ny strategi för "en sten, två fåglar" för att skapa en tvåkontinuerlig Cu / LTO bestående av nanoporösa Cu-ställningar och inkapslade LTO-NP: er med mycket exponerade (111) plan. Dessa unika funktioner ger inte bara effektiva och snabba vägar för jon- och elektrontransport utan genererar också ytterligare litiuminföringsplatser på ytan av LTO, varigenom man uppnår litiumlagring med hög hastighet och hög kapacitet. Liksom testad som en anod i LIB: er visade Cu / LTO överlägsen prestanda, inklusive en livslängd på mer än 2000 cyklar och en extremt snabb laddningstid. Noterbart observerades den ultrahöga kapaciteten något större än det teoretiska värdet i Cu / LTO vid en låg strömtäthet, och beräkningar av funktionsteori med densitet och detaljerade karaktäriseringar avslöjade dess unika lagringsmekanism (8a + 16c), som skiljer sig från övergången mellan 8a och 16c i bulk LTO. Våra resultat tyder på att förbättra koncentrationen av högenergiplanet på elektrodernas yta är en annan lovande metod för att tillverka avancerade elektroder för litiumlagring.

Kompletterande information

Word-dokument

  1. 1.

    Kompletterande information

    Kompletterande information åtföljer uppsatsen på NPG Asia Materials webbplats (//www.nature.com/am)