Disproportionation in Li-O2 batteries based on a large surface area carbon cathode

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 41, 2013, Pages 15364-15372

  Zhai, Dengyun ^a   Wang, Hsien Hau ^a   Yang, Junbing ^a   Lau, Kah Chun ^a   Li, Kaixi ^b   Amine, Khalil ^a,c   Curtiss, Larry A ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b INSTITUTE OF COAL CHEMISTRY   (China)

^c KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATH-ODE MATERIALS; DECOMPOSITION PROCESS; DISCHARGE PROCESS; DISPROPORTIONATION REACTIONS; DISPROPORTIONATIONS; GROWTH CONDITIONS; KINETICS STUDIES; LARGE SURFACE AREA;

ACTIVATED CARBON; CATHODES; OXYGEN; REACTION KINETICS; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY;

LITHIUM;

CARBON; LITHIUM; NANOPARTICLE; OXIDE; SUPEROXIDE;

ARTICLE; BATTERY INDUSTRY; CHEMICAL REACTION KINETICS; MORPHOLOGY; POROSITY; SURFACE PROPERTY;

EID: 84886899285     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja403199d     Document Type: Article

References (40)

1. Black, R.; Oh, S. H.; Lee, J. H.; Yim, T.; Adams, B.; Nazar, L. F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2902
2. Peng, Z. Q.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Chen, Y. H.; Giordani, V.; Barde, F.; Novak, P.; Graham, D.; Tarascon, J. M.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6351
3. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2952
4. Abraham, K. M.; Jiang, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1
5. Du, P.; Lu, J.; Lau, K. C.; Luo, X.; Bareno, J.; Zhang, X.; Ren, Y.; Zhang, Z.; Curtiss, L. A.; Sun, Y.-K.; Amine, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 5572-5581
6. Assary, R. S.; Lu, J.; Du, P.; Luo, X.; Zhang, X.; Ren, Y.; Curtiss, L. A.; Amine, K. ChemSusChem 2013, 6, 51
7. Jung, H.-G.; Hassoun, J.; Park, J.-B.; Sun, Y.-K.; Scrosati, B. Nat. Chem. 2012, 4, 579
8. Xiao, J.; Mei, D. H.; Li, X. L.; Xu, W.; Wang, D. Y.; Graff, G. L.; Bennett, W. D.; Nie, Z. M.; Saraf, L. V.; Aksay, I. A.; Liu, J.; Zhang, J. G. Nano Lett. 2011, 11, 5071
9. McCloskey, B. D.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Luntz, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18038
10. McCloskey, B. D.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1161
11. Freunberger, S. A.; Chen, Y. H.; Peng, Z. Q.; Griffin, J. M.; Hardwick, L. J.; Barde, F.; Novak, P.; Bruce, P. G. J.Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8040
12. Freunberger, S. A.; Chen, Y. H.; Drewett, N. E.; Hardwick, L. J.; Barde, F.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8609
13. Ottakam Thotiyl, M. M.; Freunberger, S. A.; Peng, Z.; Bruce, P. G. J.Am. Chem. Soc. 2013, 135, 494
14. Wang, Z.-L.; Xu, D.; Xu, J.-J.; Zhang, L.-L.; Zhang, X.-B. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3699
15. Shitta-Bey, G. O.; Mirzaeian, M.; Halla, P. J. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A315
16. Trahey, L.; Karan, N. K.; Chan, M. K. Y.; Lu, J.; Ren, Y.; Greeley, J.; Balasubramanian, M.; Burrell, A. K.; Curtiss, L. A.; Thackeray, M. M. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 75
17. Shui, J. L.; Karan, N. K.; Balasubramanian, M.; Li, S. Y.; Liu, D. J. J.Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16654
18. Lee, J.-H.; Black, R.; Popov, G.; Pomerantseva, E.; Nan, F.; Botton, G. A.; Nazar, L. F. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9558
19. Lu, Y. C.; Kwabi, D. G.; Yao, K. P. C.; Harding, J. R.; Zhou, J. G.; Zuin, L.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2999
20. Peng, Z. Q.; Freunberger, S. A.; Chen, Y. H.; Bruce, P. G. Science 2012, 337, 563
21. McCloskey, B. D.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23897
22. Hummelshoj, J. S.; Blomqvist, J.; Datta, S.; Vegge, T.; Rossmeisl, J.; Thygesen, K. S.; Luntz, A. C.; Jacobsen, K. W.; Norskov, J. K. J. Chem. Phys. 2010, 132, 071101
23. Laoire, C. O.; Mukerjee, S.; Abraham, K. M.; Plichta, E. J.; Hendrickson, M. A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9178
24. Laoire, C. O.; Mukerjee, S.; Abraham, K. M.; Plichta, E. J.; Hendrickson, M. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20127
25. Black, R.; Lee, J. H.; Adams, B.; Mims, C. A.; Nazar, L. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 392
26. Yang, J.; Zhai, D.; Wang, H.-H.; Lau, K. C.; Schlueter, J. A.; Du, P.; Myers, D. J.; Sun, Y.-K.; Curtiss, L. A.; Amine, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3764
27. Radin, M. D.; Rodriguez, J. F.; Tian, F.; Siegel, D. J. J.Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1093
28. Lau, K. C.; Assary, R. S.; Redfern, P.; Greeley, J.; Curtiss, L. A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23890
29. Seaton, N. A.; Walton, J. P. R. B.; Quirke, N. Carbon 1989, 27, 853
30. Zhang, Z. C.; Lu, J.; Assary, R. S.; Du, P.; Wang, H. H.; Sun, Y. K.; Qin, Y.; Lau, K. C.; Greeley, J.; Redfern, P. C.; Iddir, H.; Curtiss, L. A.; Amine, K. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 25535
31. Gallant, B. M.; Kwabi, D. G.; Mitchell, R. R.; Zhou, J.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2518-2528
32. Adams, B. D.; Radtke, C.; Black, R.; Trudeau, M. L.; Zaghib, K.; Nazar, L. F. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772
33. Moore, W. J. Physical Chemistry; Prentice Hall, Inc.: Englewood Cliffs, NJ, 1972; pp 333-333.
34. 2. In Surfaces of Nanoparticles and Porous Materials; Schwarz, J. A.; Contescu, C. I., Eds.; Surfactant Science Series, Vol. 78; Marcel Dekker: New York, 1999.
35. Kobayashi, N.; Enoki, T.; Ishii, C.; Kaneko, K.; Endo, M. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1983
36. Qu, D. Carbon 2007, 45, 1296
37. Shao, Y.; Ding, F.; Xiao, J.; Zhang, J.; Xu, W.; Park, S.; Zhang, J.-G.; Wang, Y.; Liu, J. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 987
38. Jung, H.-G.; Kim, H.-S.; Park, J.-B.; Oh, I.-H.; Hassoun, J.; Yoon, C. S.; Scrosati, B.; Sun, Y.-K. Nano Lett. 2012, 12, 4333
39. Lu, Y. C.; Shao-Horn, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 93
40. Kang, S. Y.; Mo, Y.; Ong, S. P.; Ceder, G. Chem. Mater. 2013, 25, 3328