New insight in understanding oxygen reduction and evolution in solid-state lithium-oxygen batteries using an in situ environmental scanning electron microscope

Nano Letters

Volumn 14, Issue 8, 2014, Pages 4245-4249

  Zheng, Hao ^a   Xiao, Dongdong ^a   Li, Xing ^b   Liu, Yali ^a   Wu, Yang ^c   Wang, Jiaping ^c   Jiang, Kaili ^c   Chen, Chun ^d   Gu, Lin ^a   Wei, Xianlong ^b   Hu, Yong Sheng ^a   Chen, Qing ^b   Li, Hong ^a  

^a INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

^b PEKING UNIVERSITY   (China)

^c TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^d BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

decomposition; electron transport; in situ ESEM; lithium peroxide; Lithium oxygen battery

Indexed keywords

DECOMPOSITION; ELECTROLYTIC REDUCTION; LITHIUM; MORPHOLOGY; OXYGEN; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SECONDARY BATTERIES; SURFACE CHEMISTRY;

DIRECT VISUALIZATION; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONIC CONDUCTIVITY; ENVIRONMENTAL SCANNING ELECTRON MICROSCOPES; LITHIUM PEROXIDES; LITHIUM-ION CONDUCTIVITY; LITHIUM-OXYGEN BATTERIES; OXYGEN REDUCTION AND EVOLUTION;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84906078584     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl500862u     Document Type: Article

References (39)

1. Abraham, K. M.; Jiang, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1-5
2. Ogasawara, T.; Débart, A.; Holzapfel, M.; Novák, P.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1390-1393
3. Bruce, P. G.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2012, 11, 19-29
4. Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193-2203
5. Lu, Y. C.; Gallant, B. M.; Kwabi, D. G.; Harding, J. R.; Mitchell, R. R.; Whittingham, M. S.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 750-768
6. Laoire, C. O.; Mukerjee, S.; Abraham, K. M.; Plichta, E. J.; Hendrickson, M. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20127-20134
7. Hassoun, J.; Croce, F.; Armand, M.; Scrosati, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2999-3002
8. Freunberger, S. A.; Chen, Y. H.; Peng, Z. Q.; Griffin, J. M.; Hardwick, L. J.; Bardé, F.; Novák, P.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8040-8047
9. Zhai, D. Y.; Wang, H. H.; Yang, J. B.; Lau, K. C.; Li, K.; Amine, K.; Curtiss, L. A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15364-15372
10. Xiao, J.; Mei, D.; Li, X.; Xu, W.; Wang, D.; Graff, G. L.; Bennett, W. D.; Nie, Z.; Saraf, L. V.; Aksay, I. A.; Liu, J.; Zhang, J.-G. Nano Lett. 2011, 11, 5071-5078
11. Lim, H. D.; Park, K. Y.; Song, H.; Jang, E. Y.; Gwon, H.; Kim, J.; Kim, Y. H.; Lima, M. D.; Ovalle Robles, R.; Lepro, X.; Baughman, R. H.; Kang, K. Adv. Mater. 2013, 25, 1348-1352
12. Jian, Z.; Liu, P.; Li, F.; He, P.; Guo, X.; Chen, M.; Zhou, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 442-446
13. Peng, Z. Q.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Chen, Y.; Giordani, V.; Bardé, F.; Novák, P.; Graham, D.; Tarascon, J. M.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6351-6355
14. McCloskey, B.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23897-23905
15. Lu, Y. C.; Crumlin, E. J.; Veith, G. M.; Harading, J. R.; Mutoro, E.; Baggetto, L.; Dudney, N. J.; Liu, Z.; Shao-Horn, Y. Sci. Rep. 2012, 2, 715
16. Black, R.; Oh, S. H.; Lee, J. H.; Yim, T.; Adams, B.; Nazar, L. F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2902-2905
17. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2952-2958
18. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Shao-Horn, Y.; Thompson, C. V. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1060-1064
19. 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, 4333-4335
20. Fan, W. G.; Cui, Z. H.; Guo, X. X. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2623-2627
21. Adams, B. D.; Radtke, C.; Black, R.; Trudeau, M. L.; Zaghib, K.; Nazar, L. F. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772-1778
22. Lim, H.; Yilmaz, E.; Byon, H. R. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3210-3215
23. Zhong, L.; Mitchell, R. R.; Liu, Y.; Gallant, B. M.; Thompson, C. V.; Huang, J. Y.; Mao, S. X.; Shao-Horn, Y. Nano Lett. 2013, 13, 2209-2214
24. Liu, X. H.; Huang, J. Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3844-3860
25. Wu, Y.; Wei, Y.; Wang, J.; Jiang, K.; Fan, S. Nano Lett. 2013, 13, 818-823
26. Yang, J.; Zhang, 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, 3764-3771
27. Xu, D.; Wang, Z. L.; Xu, J. J.; Zhang, L. L.; Zhang, X. B. Chem. Commun. 2012, 48, 6948-6950
28. Lim, H. D.; Park, K. Y.; Song, H.; Jang, E. Y.; Gwon, H.; Kim, J.; Kim, Y. H.; Lima, M. D.; Robles, R. O.; Lepro, X.; Baughman, R. H.; Kang, K. Adv. Mater. 2013, 25, 1348-1352
29. Xu, J. J.; Wang, Z. L.; Xu, D.; Zhang, L. L.; Zhang, X. B. Nat. Commun. 2013, 4, 2438
30. Lu, Y.-C.; Kwabi, D. G.; Yao, K. P. C.; Harding, J. R.; Zhou, J.; Zuin, L.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2999-3007
31. Viswanathan, V.; Thygesen, K. S.; Hummelshoj, J. S.; Norskov, J. K.; Girishkumar, G.; McCloskey, B. D.; Luntz, A. C. J. Chem. Phys. 2011, 135, 214704
32. Radin, M. D.; Rodriguez, J. F.; Tian, F.; Siegel, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1093-1103
33. Gerbig, O.; Merkle, R.; Maier, J. Adv. Mater. 2013, 25, 3129-3133
34. Liu, Y.; Zheng, H.; Liu, X. H.; Huang, S.; Zhu, T.; Wang, J.; Kushima, A.; Hudak, N. S.; Huang, X.; Zhang, S.; Mao, S. X.; Qian, X.; Li, J.; Huang, J. Y. ACS Nano 2011, 5, 7245-7253
35. Yilmaz, E.; Yogi, C.; Yamanaka, K.; Ohta, T.; Byon, H. R. Nano Lett. 2013, 13, 4679-4684
36. McCloskey, B. D.; Speidel, A.; Scheffler, R.; Miller, D. C.; Viswanathan, V.; Hummelshøj, J. S.; Nørskov, J. K.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 997-1001
37. Itkis, D. M.; Semenenko, D. A.; Kataev, E. Y.; Belova, A. I.; Neudachina, V. S.; Sirotina, A. P.; Hävecker, M.; Teschner, D.; Knop-Gericke, A.; Dudin, P.; Barinov, A.; Goodilin, E. A.; Shao-Horn, Y.; Yashina, L. V. Nano Lett. 2013, 13, 4697-4701
38. Gallant, B. M.; Mitchell, R. R.; Kwabi, D. G.; Zhou, J.; Zuin, L.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20800-20805
39. Gu, M.; Parent, L. R.; Mehdi, B. L.; Unocic, R. R.; McDowell, M. T.; Sacci, R. L.; Xu, W.; Connell, J. G.; Xu, P.; Abellan, P.; Chen, X.; Zhang, Y.; Perea, D. E.; Evans, J. E.; Lauhon, L. J.; Zhang, J. G.; Liu, J.; Browning, N. D.; Cui, Y.; Arslan, I.; Wang, C. M. Nano Lett. 2013, 13, 6106-6112