Three-dimensional coherent titania-mesoporous carbon nanocomposite and its lithium-ion storage properties

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 4, Issue 6, 2012, Pages 2985-2992

  Shen, Laifa ^a,b   Uchaker, Evan ^b   Yuan, Changzhou ^a   Nie, Ping ^a   Zhang, Ming ^b   Zhang, Xiaogang ^a   Cao, Guozhong ^b  

^a NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS   (China)

^b University of Washington   (United States)

Author keywords

Li 4 Ti 5O 12; lithium ion batteries; ordered mesoporous structure; TiO 2

Indexed keywords

A-CARBON; ACTIVE MATERIAL; CARBON NANOCOMPOSITE; CYCLING PROPERTIES; ELECTRONIC CONDUCTIVITY; HIGH RATE CAPABILITY; IN-SITU; LITHIATION; LITHIUM IONS; LITHIUM-ION BATTERY; MESO-PORES; MESOPOROSITY; MESOPOROUS; MESOPOROUS CARBON; MESOPOROUS TIO; NANO-SIZED; NITROGEN SORPTION ISOTHERMS; ORDERED MESOPOROUS; POST ANNEALING; STORAGE PROPERTIES; TIO; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY TEM; ULTRAFINE;

CARBON; LITHIUM COMPOUNDS; MESOPOROUS MATERIALS; NANOCOMPOSITES; NANOPARTICLES; RAMAN SPECTROSCOPY; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SYNTHESIS (CHEMICAL); TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY DIFFRACTION;

TITANIUM DIOXIDE;

CARBON; ION; LITHIUM; NANOCOMPOSITE; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; POROSITY; POWER SUPPLY; STATIC ELECTRICITY;

CARBON; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; IONS; LITHIUM; NANOCOMPOSITES; POROSITY; STATIC ELECTRICITY; TITANIUM;

EID: 84863207907     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am300357b     Document Type: Article

References (62)

1. Recham, N.; Chotard, J. N.; Dupont, L.; Delacourt, C.; Walker, W.; Armand, M.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2010, 9, 68
2. Yang, Z. G.; Zhang, J. L.; Kintner-Meyer, M. C. W.; Lu, X. C.; Choi, D.; Lemmon, J. P.; Liu, J. Chem. Rev. 2011, 111, 3577
3. Wang, Y.; Cao, G. Z. Adv. Mater. 2008, 20, 2251
4. Yang, S. B.; Feng, X. L.; Müllen, K. Adv. Mater. 2011, 23, 3575
5. Guo, B. K.; Wang, X. Q.; Fulvio, P. F.; Chi, M. F.; Mahurin, S. M.; Sun, X. G.; Dai, S. Adv. Mater. 2011, 23, 4661
6. Park, K. S.; Benayad, A.; Kang, D. J.; Doo, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14930
7. Amine, K.; Belharouak, I.; Chen, Z. H.; Tran, T.; Yumoto, H.; Ota, N.; Myung, S. T.; Sun, Y. K. Adv. Mater. 2010, 22, 3052
8. Chen, J. S.; Tan, Y. L.; Li, C. M.; Cheah, Y. L.; Luan, D. Y.; Madhavi, S.; Boey, F. Y. C.; Archer, L. A.; Lou, X. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6124
9. Liu, J.; Cao, G. Z.; Yang, Z. G.; Wang, D. H.; Dubois, D.; Zhou, X. D.; Graff, G. L.; Pederson, L. R.; Zhang, J. G. ChemSusChem 2008, 1, 676
10. Shen, L. F.; Zhang, X. G.; Uchaker, E.; Yuan, C. Z.; Cao, G. Z. Adv. Energy Mater. 2012, DOI: 10.1002/aenm.201100720.
11. Wagemaker, M.; Kentgens, A. P. M.; Mulder, F. M. Nature 2002, 418, 397
12. Ji, L. W.; Lin, Z.; Alcoutlabi, M.; Zhang, X. W. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2682
13. Li, H. S.; Shen, L. F.; Zhang, X. G.; Nie, P.; Chen, L.; Xu, K. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A426
14. Yue, W. B.; Randorn, C.; Attidekou, P. S.; Su, Z. X.; Irvine, J. T. S.; Zhou., W. Z. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2826
15. Wagemaker, M.; Borghols, W. J. H. F.; Mulder, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4323
16. Wang, D. H.; Choi, D.; Yang, Z. G.; Viswanathan, V. V.; Nie, Z. M.; Wang, C. M.; Song, Y. J.; Zhang, J. G.; Liu, J. Chem. Mater. 2008, 20, 3435
17. Myung, S. T.; Takahashi, N.; Komaba, S.; Yoon, C. S.; Sun, Y. K.; Amine, K.; Yashiro, H. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3231
18. Shen, L. F.; Zhang, X. G.; Li, H. S.; Yuan, C. Z.; Cao, G. Z. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 3096
19. Ding, S. J.; Chen, J. S.; Luan, D. Y.; Boey, F. Y. C.; Madhavibc, S.; Lou, X. W. Chem. Commun. 2011, 47, 5780
20. Das, S. K.; Darmakolla, S.; Bhattacharyya, A. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 1600
21. Deng, D.; Kim, M. G.; Lee, J. Y.; Cho, J. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 818
22. Liu, H. S.; Bi, Z. H.; Sun, X. G.; Unocic, R. R.; Paranthaman, M. P.; Dai, S.; Brown, G. M. Adv. Mater. 2011, 23, 3450
23. Yang, Z. X.; Du, G. D.; Guo, Z. P.; Yu, X. B.; Chen, Z. X.; Guo, T. L.; Sharma, N.; Liu, H. K. Electrochem. Commun. 2011, 13, 46
24. Armstrong, G.; Armstrong, A. R.; Bruce, P. G.; Reale, P.; Scrosati, B. Adv. Mater. 2006, 18, 2597
25. Amatucci, G. G.; Badway, F.; Pasquier, A. D.; Zheng, T. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A930
26. Ohzuku, T.; Ueda, A.; Yamamoto, N. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 1431
27. Ferg, E.; Gummow, R. J.; Dekock, A.; Thackeray, M. M. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, L147
28. Shen, L. F.; Yuan, C. Z.; Luo, H. J.; Zhang, X. G.; Yang, S. D.; Lu, X. J. Nanoscale 2011, 3, 572
29. Cheng, L.; Liu, H. J.; Zhang, J. J.; Xiong, H. M.; Xia, Y. Y. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A1472
30. Prakash, A. S.; Manikandan, P.; Ramesha, K.; Sathiya, M.; Tarascon, J. M.; Shukla, A. K. Chem. Mater. 2010, 22, 2857
31. Jo, M. R.; Nam, K. M.; Lee, Y.; Song, K.; Park, J. T.; Kang, Y. M. Chem. Commun. 2011, 47, 11474
32. Cao, F. F.; Guo, Y. G.; Zheng, S. F.; Wu, X. L.; Jiang, L. Y.; Bi, R. R.; Wan, L. J.; Maier, J. Chem. Mater. 2010, 22, 1908
33. Zhao, L.; Hu, Y. S.; Li, H.; Wang, Z.; Chen, L. Adv. Mater. 2011, 23, 1385
34. Jung, H. G.; Jang, M. W.; Hassoun, J.; Sun, Y. K.; Scrosati, B. Nat Commun 2011, 2, 516
35. Jung, H. G.; Myung, S. T.; Yoon, C. S.; Son, S. B.; Oh, K. H.; Amine, K.; Scrosati, B.; Sun, Y. K. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1345
36. Lin, Y. S.; Duh, J. G. J. Power Sources 2011, 196, 10698
37. Cheng, L.; Yan, J.; Zhu, G. N.; Luo, J. Y.; Wang, C. X.; Xia, Y. Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 595
38. Shen, L. F.; Yuan, C. Z.; Luo, H. J.; Zhang, X. G.; Xu, K.; Zhang, F. J. Mater. Chem. 2011, 21, 761
39. Li, C. C.; Li, Q. H.; Chen, L. B.; Wang, T. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 1233
40. Guo, Y. G.; Hu, Y. S.; Sigle, W.; Maier, J. Adv. Mater. 2007, 19, 2087
41. Huang, S. H.; Wen, Z. Y.; Zhu, X. J.; Lin, Z. X. J. Power Sources 2007, 165, 408
42. Borghols, W. J. H.; Wagemaker, M.; Lafont, U.; Kelder, E. M.; Mulder, F. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17786
43. Lim, J.; Choi, E.; Mathew, V.; Kim, D.; Ahn, D.; Gim, J.; Kang, S. H.; Kim, J. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A275
44. Kavan, L.; Prochazka, J.; Spitler, T. M.; Kalbac, M.; Zukalova, M. T.; Drezen, T.; Gratzel, M. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1000
45. Shen, L. F.; Yuan, C. Z.; Luo, H. J.; Zhang, X. G.; Xu, K.; Xia, Y. Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 6998
46. Shen, L. F.; Yuan, C. Z.; Luo, H. J.; Zhang, X. G.; Chen, L.; Li, H. S. J. Mater. Chem. 2011, 21, 14414
47. Ren, Y.; Armstrong, A. R.; Jiao, F.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 996
48. Sorensen, E. M.; Barry, S. J.; Jung, H. K.; Rondinelli, J. M.; Vaughey, J. T.; Poeppelmeier., K. R. Chem. Mater. 2006, 18, 482
49. Haetge, J.; Hartmann, P.; Brezesinski, K.; Janek, J.; Brezesinski, T. Chem. Mater. 2011, 23, 4384
50. Ji, X. L.; Herle, P. S.; Rho, Y.; Nazar, L. F. Chem. Mater. 2007, 19, 374
51. Wang, G. X.; Liu, H.; Liu, J.; Qiao, S. Z.; Lu, G. Q.; Munroe, P.; Ahn, H. Adv. Mater. 2010, 22, 4944
52. Liang, C. D.; Dudney, N. J.; Howe, J. Y. Chem. Mater. 2009, 21, 4724
53. Ishii, Y.; Kanamori, Y.; Kawashita, T.; Mukhopadhyay, I.; Kawasaki, S. J. Phy. Chem. Solids 2010, 71, 511
54. Kang, E.; Jung, Y. S.; Kim, G. H.; Chun, J. Y.; Wiesner, U.; Dillon, A. C.; Kim, J. K.; Lee, J. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4349
55. Fang, B. Z.; Kim, M. S.; Kim, J. H.; Lim, S.; Yu, J. S. J. Mater. Chem. 2010, 20, 10253
56. Lee, J. S.; Joo, S. H.; Ryoo, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1156
57. Ding, S. J.; Chen, J. S.; Lou., X. W. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4120
58. Das, S. K.; Bhattacharyya, A. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17367
59. Shin, J. Y.; Samuelis, D.; Maier, J. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3464
60. Das, S. K.; Bhattacharyya, A. J. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A705
61. Zhou, H. S.; Zhu, S. M.; Hibino, M.; Honma, I.; Ichihara, M. Adv. Mater. 2003, 15, 2107
62. Scharner, S.; Weppner, W.; Schmid-Beurmann, P. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 857