Topochemical synthesis of cobalt oxide-based porous nanostructures for high-performance lithium-ion batteries

Chemistry - A European Journal

Volumn 17, Issue 5, 2011, Pages 1596-1604

  Li, Cheng Chao ^a,b   Yin, Xiao Ming ^a   Li, Qiu Hong ^a   Chen, Li Bao ^a   Wang, Tai Hong ^a  

^a HUNAN UNIVERSITY   (China)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

batteries; cobalt oxide; lithium; nanostructures; porous materials

Indexed keywords

ANODE MATERIAL; BATTERIES; BATTERY ANODES; COBALT HYDROXIDES; COBALT OXIDE; COBALT OXIDES; CONVERSION PROCESS; CONVERSION ROUTES; CYCLE PERFORMANCE; CYCLING PERFORMANCE; DIFFUSION EFFECTS; HYDROTHERMAL TREATMENTS; KIRKENDALL; LITHIUM STORAGE CAPACITY; LITHIUM-ION BATTERY; POROUS STRUCTURES; RATE CAPACITY; RENUCLEATION; REVERSIBLE CAPACITY; SMALL SIZE; SODIUM ACETATE; TOPOCHEMICAL;

ANODES; COBALT COMPOUNDS; DISSOLUTION; IONS; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM BATTERIES; LITHIUM COMPOUNDS; NANOTUBES; NANOWIRES; POROUS MATERIALS; PYROLYSIS;

COBALT;

EID: 79251627294     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201002275     Document Type: Article

References (108)

1. X. Wang, J. Zhuang, Q. Peng, Y. Li, Nature 2005, 437, 121
2. Y. Cui, C. M. Lieber, Science 2001, 291, 851
3. Y. Xia, P. Yang, Y. Sun, Y. Wu, B. Mayers, B. Gates, Y. Yin, F. Kim, H. Yan, Adv. Mater. 2003, 15, 353
4. G. R. Patzke, F. Krumeich, R. Nesper, Angew. Chem. 2002, 114, 2554
5. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2446
6. Y. Q. Zhang, P. L. Chen, L. Jiang, W. P. Hu, M. H. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2756.
7. S. J. Hurst, E. K. Payne, L. D. Qin, C. A. Mirkin, Angew. Chem. 2006, 118, 2738
8. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2672
9. M. H. Huang, S. Mao, H. Feick, H. Q. Yan, Y. Y. Wu, H. Kind, E. Weber, R. Russo, P. D. Yang, Science 2001, 292, 1897
10. E. M. Larsson, J. Alegret, M. Käll, D. S. Sutherland, Nano Lett. 2007, 7, 1256
11. M. A. El-Sayed, Acc. Chem. Res. 2001, 34, 257
12. A. K. Boal, F. Ilhan, J. E. DeRouchey, T. Thurn-Albrecht, T. P. Russell, V. M. Rotello, Nature 2000, 404, 746.
13. K. D. Hermanson, S. O. Lumsdon, J. P. Williams, E. W. Kaler, O. D. Velev, Science 2001, 294, 1082
14. J. H. Pan, X. W. Zhang, A. J. Du, D. D. Sun, J. O. Leckie, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11256
15. H. B. Zeng, W. P. Cai, P. S. Liu, X. X. Xu, H. J. Zhou, C. Kling-shirn, H. Kalt, ACS Nano 2008, 2, 1661
16. A. P. Alivisatos, Science 1996, 271, 933.
17. X. C. Wang, X. F. Chen, A. Thomas, X. Z. Fu, M. Antonietti, Adv. Mater. 2009, 21, 1609
18. M. Engel, J. P. Small, M. Steiner, M. Freitag, A. A. Green, M. C. Hersam, P. Avouris, ACS Nano 2008, 2, 2445
19. A. M. Yu, G. Q. M. Lu, J. Drennan, I. R. Gentle, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2600
20. J. M. Macak, M. Zlamal, J. Krysa, P. Schmuki, Small 2007, 3, 300
21. D. F. Wang, Z. G. Zou, J. H. Ye, Chem. Mater. 2005, 17, 3255.
22. Y. Lu, Y. Zhao, L. Yu, L. Dong, C. Shi, M. J. Hu, Y. J. X, L. P. W. Shu-Hong, Yu, Adv. Mater. 2010, 22, 1407
23. H. P. Cong, J. J. He, Shu-Hong, Yu, Small 2010, 6, 169
24. J. F. Ye, H. J. Zhuang, R. Yang, X. G. Li, L. M. Qi, Small 2010, 6, 296
25. C. Li, L. M. Qi, Adv. Mater. 2010, 22, 1494
26. S. J. Guo, S. J. Dong, E. K. Wang, Chem. Eur. J. 2009, 15, 2416
27. F. Zhang, G. B. Braun, Y. F. Shi, Y. C. Zhang, X. H. Sun, N. O. Reich, D. Y. Zhao, G. D. Stucky, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2850.
28. C. M. Zhang, C. X. Li, C. Peng, R. T. Chai, S. S. Huang, D. M. Yang, Z. Y. Cheng, J. Lin, Chem. Eur. J. 2010, 16, 5672
29. Z. Chen, Y. C. Qin, D. Weng, Q. F. Xiao, Y. T. Peng, X. L. Wang, H. X. Li, F. Wei, Y. F. Lu, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3420
30. X. Wang, H. B. Fu, A. D. Peng, T. Y. Zhai, Y. Ma, F. L. Yuan, J. N. Yao, Adv. Mater. 2009, 21, 1636
31. J. Xu, W. X. Zhang, Z. H. Yang, S. X. Ding, C. Y. Zeng, L. L. Chen, Q. Wang, S. H. Yang, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1759
32. W. M. Zhang, X. L. Wu, J. S. Hu, Y. G. Guo, L. J. Wan, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3941.
33. S. L. Xiong, C. Z. Yuan, X. G. Zhang, B. J. Xi, Y. T. Qian, Chem. Eur. J. 2009, 15, 5320
34. J. F. Liu, L. L. Wang, X. M. Sun, Angew. Chem. 2010, 122, 3570
35. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3492
36. Y. M. Lee, M. A. Garcia, N. A. F. Huls, S. H. Sun, Angew. Chem. 2010, 122, 1293
37. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1271
38. L. Li, Y. J. Feng, Y. S. Li, W. R. Zhao, J. L. Shi, Angew. Chem. 2009, 121, 6002
39. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5888
40. Z. H. Sun, Z. Yang, J. H. Zhou, M. H. Yeung, W. H. Ni, H. K. Wu, J. F. Wang, Angew. Chem. 2009, 121, 2925
41. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2881.
42. N. Du, H. Zhang, B. D. Chen, X. Y. Ma, Z. H. Liu, J. B. Wu, D. R. Yang, Adv. Mater. 2007, 19, 1641
43. L. W. Zhang, Y. J. Wang, H. Y. Cheng, W. Q. Yao, Y. F. Zhu, Adv. Mater. 2009, 21, 1286.
44. Y. Yu, C. H. Chen, Y. Shi, Adv. Mater. 2007, 19, 993
45. F. Y. Cheng, Z. L. Tao, J. Liang, J. Chen, Chem. Mater. 2008, 20, 667
46. Y. Idota, T. Kubota, A. Matsufuji, Y. Maekawa, T. Miyasaka, Science 1997, 276, 1395
47. S. Ariü, P. Bruce, B. Scrosati, J. M. Tar-ascon, W. V. Schalkwijk, Nat. Mater. 2005, 49, 3492
48. H. J. Ahn, H. C. Choi, K. W. Park, S. B. Kim, Y. E. Sung, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9815.
49. G. Armstrong, A. R. Armstrong, P. G. Bruce, P. Reale, B. Scrosati, Adv. Mater. 2006, 18, 2597
50. D. W. Kim, I. S. Hwang, S. J. Kwon, H. Y. Kang, K. S. Park, Y. J. Choi, K. J. Choi, J. G. Park, Nano Lett. 2007, 7, 3041
51. M. S. Park, G. X. Wang, Y. M. Kang, D. Wexler, S. X. Dou, H. K. Liu, Angew. Chem. 2007, 119, 764
52. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 750
53. K. M. Shaju, P. G. Gruce, Chem. Mater. 2008, 20, 5557.
54. J. Y. Lao, J. G. Wen, Z. F. Ren, Nano Lett. 2002, 2, 1287
55. H. M. Cheng, W. H. Chiu, C. H. Lee, S. Y. Tsai, W. F. Hsieh, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 16359
56. Q. F. Zhang, T. P. Chou, B. Y. Russo, S. A. Jenekhe, G. Z. Cao, Angew. Chem. 2008, 120, 2436
57. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2402
58. Q. Z. Wu, X. Chen, P. Zhang, Y. C. Han, X. M. Chen, Y. H. Yan, S. P. Li, Cryst. Growth Des. 2008, 8, 3010
59. W. W. Wang, Y. J. Zhu, L. X. Yang, Adv. Funct. Mater. 2006, 17, 59.
60. P. Feng, X. Y. Xue, Y. G. Liu, T. H. Wang, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 243514.
61. L. H. Hu, Q. Peng, Y. D. Li, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16136.
62. B. H. Wu, C. Y. Guo, N. F. Zheng, Z. X. Xie, G. D. Stucky, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17563.
63. X. G. Han, Q. Kuang, M. S. Jin, Xie, L. S. Zheng, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3152.
64. R. Xu, D. S. Wang, J. T. Zhang, Y. D. Li, Chem. Asian J. 2006, 1, 888
65. P. Christopher, S. Linic, ChemCatChem 2010, 2, 78.
66. G. Liu, H. G. Yang, X. Wang, L. Cheng, J. Pan, G. Q. Lu, H. M. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12868
67. H. G. Yang, G. Liu, S. Z. Qiao, C. H. Sun, Y. G. Jin, S. C. Smith, J. Zou, H. M. Cheng, G. Q. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4078
68. Y. Q. Dai, C. M. Cobley, J. Zeng, Y. M. Sun, Y. N. Xia, Nano Lett. 2009, 9, 2455
69. D. Q. Zhang, G. S. Li, X. F. Yang, J. C. Yu, Chem. Commun. 2009, 4381.
70. A. Mclaren, T. Valdes-Solis, G. Q. Li, S. C. Tsang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12540.
71. J. Chen, L. Xu, W. Y. Li, X. L. Gou, Adv. Mater. 2005, 17, 582
72. X. W. Lou, D. Deng, J. Y. Lee, L. A. Archer, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4397
73. W. Y. Li, L. N. Xu, J. Chen, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 851
74. F. M. Zhan, B. Y. Geng, Y. J. Guo, Chem. Eur. J. 2009, 15, 6169.
75. J. Liu, H. Xia, L. Lu, D. F. Xue, J. Mater. Chem. 2010, 20, 1506
76. Z. Dong, Y. Y. Fu, Q. Han, Y. Y. Xu, H. Zhang, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18475
77. H. Tüysüz, M. Comotti, F. Schüth, Chem. Commun. 2008, 4022.
78. G. Binotto, D. Larcher, A. S. Prakash, R. H. Urbina, M. S. Hegde, J. M. Tarascon, Chem. Mater. 2007, 19, 3032.
79. D. Cao, J. Chao, L. Sun, G. Wang, J. Power Sources 2008, 179, 87.
80. J. Wollenstein, M. Burgmair, G. Plescher, T. Sulima, J. Hildenbrand, H. Bottner, I. Eisele, Sens. Actuators B 2003, 93, 442.
81. N. R. Jana, Y. F. Chen, X. G. Peng, Chem. Mater. 2004, 16, 3931.
82. T. He, D. R. Chen, X. L. Jiao, Y. Y. Xu, Y. X. Gu, Langmuir 2004, 20, 8404.
83. T. He, D. R. Chen, X. L. Jiao, Chem. Mater. 2004, 16, 737.
84. C. H. Chen, S. F. Abbs, A. Morey, S. Sithambaram, L. P. Xu, H. F. Garces, W. A. Hines, S. L. Suib, Adv. Mater. 2008, 20, 1205.
85. Y. G. Li, B. Tan, Y. Y. Wu, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14258.
86. C. Nethravathi, S. Sen, N. Ravishankar, M. Rajamathi, C. Pietzonka, B. Harbrecht, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11468.
87. Y. S. Ding, L. P. Xu, C. H. Chen, X. F. Shen, S. L. Suib, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 8177.
88. E. Hosono, S. Fujihara, I. Honma, H. S. Zhou, J. Mater. Chem. 2005, 15, 1938.
89. Z. G. Zhao, F. X. Geng, J. B. Bai, H. M. Cheng, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3848.
90. B. Y. Geng, F. M. Zhan, C. H. Fang, N. Yu, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4977.
91. Y. Wang, H. Xia, L. Lu, J. Y. Lin, ACS Nano 2010, 4, 1425.
92. X. Wang, L. J. Yu, X. L. Wu, F. L. Yuan, Y. G. Guo, Y. Ma, J. N. Yao, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15553
93. C. C. Li, X. M. Yin, L. B. Chen, Q. H. Li, T. H. Wang, Chem. Eur. J. 2010, 16, 5215
94. C. C. Li, X. M. Yin, L. B. Chen, Q. H. Li, T. H. Wang, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 043501
95. C. C. Li, X. M. Yin, L. B. Chen, Q. H. Li, T. H. Wang, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 113438.
96. D. G. Klissurski, E. L. Uzunova, Chem. Mater. 1991, 3, 1060.
97. T. Baird, K. C. Campbell, P. J. Holliman, R. W. Hoyle, D. Stirling, B. P. Williams, M. Morris, J. Mater. Chem. 1997, 7, 319.
98. P. Porta, R. Dragone, G. Fierro, M. Inversi, M. Logacono, G. Moretti, J. Mater. Chem. 1991, 1, 531.
99. P. Poizot, S. Laruelle, S. Grugeon, L. Dupont, J-M. Tarascon, Nature 2000, 407, 496
100. L. Tian, H. L. Zou, J. X. Fu, X. F. Yang, Y. Wang, H. L. Guo, X. H. Fu, C. L. Liang, M. M. Wu, P. K. Shen, Q. M. Gao, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 617
101. X. Wang, X. L. Wu, Y. G. Guo, Y. T. Zhong, X. Q. Cao, Y. Ma, J. N. Yao, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1680.
102. K. T. Nam, D. W. Kim, P. J. Yoo, C. Y. Chiang, N. Meethong, P. T. Hammond, Y. M. Chiang, A. M. Belcher, Science 2006, 312, 885.
103. P. L. Taberna, S. Mitra, P. Poizot, P. Simon, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2006, 5, 567.
104. S. H. Ng, J. Z. Wang, D. Wexler, K. Konstantinov, Z. P. Guo, H. K. Liu, Angew. Chem. 2006, 118, 7050
105. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 6896.
106. M. M. Thackeray, S. D. Baker, K. T. Adendorff, J. B. Goodenough, Solid State Ionics 1985, 17, 175
107. W. L. Yao, J. L. Wang, J. Yang, G. D. Du, J. Power Sources 2008, 176, 369.
108. X. W. Lou, D. Deng, J. Y. Lee, J. Feng, L. A. Archer, Adv. Mater. 2008, 20, 258.