Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 6

Nanokompozyty tlenków metali przejściowych z grafenem jako materiały anodowe dla wysokoenergetycznych ogniw litowych

Nanocomposites of transition metal oxides with graphene as anode materials for high-energy lithium batteries

10.15199/62.2017.6.4

nr katalogowy: 107038
10.15199/62.2017.6.4

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań nad syntezą i właściwościami nanokompozytów tlenków żelaza, tytanu i cyny z grafenem płatkowym pod kątem ich zastosowania jako materiałów anodowych w ogniwach litowo-jonowych. Kompozyty tlenek metalu/grafen wytwarzano metodą solwotermalną z jednoczesną syntezą tlenków i osadzaniem ich na płatkach grafenowych. Otrzymano 3 materiały z dobrze zdyspergowaną fazą tlenkową w postaci nanocząstek pokrywających równomiernie płatki zredukowanego tlenku grafenu. Przeprowadzono proces odwracalnej insercji kationów litu w otrzymane materiały, wyznaczając podstawowe parametry elektrochemiczne, takie jak pojemność odwracalna, pojemność nieodwracalna i wydajność ładowania. Stwierdzono, że największą pojemność początkową wykazują kompozyty z tlenkami żelaza i cyny, a kompozyt z tlenkiem tytanu, pomimo relatywnie małej pojemności odwracalnej, cechuje się najlepszą stabilnością cykliczną. Materiały tego typu mogą być wykorzystane w technologiach ogniw litowo- -jonowych przeznaczonych do różnych zastosowań.

Abstract

TiO2, SnO2 and Fe3O4 nanoparticles were deposited on the graphene oxide flakes, mixed with C nanotubes and poly(vinylidene fluoride)/hexafluoropropylene copolymer and studied for reversible and irreversible capacity and charging efficiency in Li-ion battery. The Fe and Sn oxide- -based composites exhibited the highest initial capacities, whereas the TiO2-based composite showed the best cyclic stability, in spite of a relatively low capacity.

Bibliografia

[1] S. Goripartia, E. Miele, F. De Angelisa, E. Di Fabrizio, R.P. Zaccaria, C. Capigli, J. Power Sources 2014, 257, 421.
[2] A. Mauger, H. Xie, C.M. Julien, Mater. Sci. 2016, 3, 1054.
[3] A. Bruck, C.A. Cama, C.N. Gannett, i in., Inorg. Chem. Front. 2016, 3, 26.
[4] A.R. Kamali, D.J. Fray, Rev. Adv. Mater Sci. 2011, 27, 14.
[5] X. Chen, N. Zhang, K. Sun, Electrochem. Commun. 2012, 20, 137.
[6] Y. Sun, X. Hu, W. Luo, F. Xia, Y. Huang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 2436.
[7] W. Jiang, T. Li, Z. Ma i in., Results Phys. 2015, 5, 250.
[8] Y. Liu, Y. Yang, J. Nanomater. 2016, Article ID 8123652.
[9] P. Półrolniczak, A.A. Surendran, M. Walkowiak, S. Thomas, A.M. Stephan, J. New Mater. Electrochem. Systems 2014, 17, 225.
[10] K. Wasiński, M. Walkowiak, P. Półrolniczak, G. Lota, J. Power Sources 2015, 293, 42.
[11] W.S. Hummers, R.E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
[12] A. Funabiki, M. Inaba, T. Abe, Z. Ogumi, Electrochim. Acta 1999, 45, 865.
[13] M. Walkowiak, D. Waszak, G. Schroeder, B. Gierczyk, J. Solid State Electrochem. 2010, 14, 2213.
[14] Y.-B. He, M. Liu, Z.-D. Huang, B. Zhang, Y. Yu, B. Li, F. Kang, J.-K. Kim, J. Power Sources 2013, 239, 269.
[15] B. Zhao, G.H. Zhang, J.S. Song, Y. Jiang, H. Zhuang, P. Liu, T. Fang, Electrochim. Acta 2011, 56, 7340.
[16] Y.M. Li, X.J. Lv, J. Lu, J.H. Li, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21770.
[17] P.C. Lian, X.F. Zhu, S.Z. Liang, Z. Li, W.S. Yang, H.H. Wang, Electrochim. Acta 2011, 56, 4532.
[18] R. Wang, C. Xu, J. Sun, L. Gao,C. Lin, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1794.
[19] L. Zhuo, Y. Wu, L. Wang, J. Ming, Y. Yu, X. Zhang, F. Zhao, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3954.
[20] X. Jiang, X. Yang, Y. Zhu, H. Jiang, Y. Yao, P. Zhao, C. Li, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 11124.
[21] H. Ge, T. Hao, H. Osgood i in., ACS Appl. Mater. Inter. 2016, 8, 9162.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2017-6

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma