Activation with Li enables facile sodium storage in germanium

Nano Letters

Volumn 14, Issue 10, 2014, Pages 5873-5882

  Kohandehghan, Alireza ^a,b   Cui, Kai ^b   Kupsta, Martin ^b   Ding, Jia ^a,b   Memarzadeh Lotfabad, Elmira ^a,b   Kalisvaart, W Peter ^a,b   Mitlin, David ^a,b,c  

^a UNIVERSITY OF ALBERTA   (Canada)

^b NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADA   (Canada)

^c CLARKSON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

antimony Sb; germanium Ge; Lithium ion battery LIB; nanowire; sodium ion battery; thin film

Indexed keywords

THIN FILMS;

LITHIUM-ION BATTERY; SODIUM ION BATTERIES;

NANOWIRES;

EID: 84907875612     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl502812x     Document Type: Article

References (82)

1. Slater, M. D.; Kim, D.; Lee, E.; Johnson, C. S. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 947-958
2. Kim, S. W.; Seo, D. H.; Ma, X.; Ceder, G.; Kang, K. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 710-721
3. Pan, H. L.; Hu, Y. S.; Chen, L. Q. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2338-2360
4. Metrot, A.; Guérard, D.; Billaud, D.; Hérold, A. Synth. Met. 1980, 1, 363-369
5. Shao, Y.; Xiao, J.; Wang, W.; Engelhard, M.; Chen, X.; Nie, Z.; Gu, M.; Saraf, L. V.; Exarhos, G.; Zhang, J.-G.; Liu, J. Nano Lett. 2013, 13, 3909-3914
6. Stevens, D. A.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 1271-1273
7. Datta, D.; Li, J.; Shenoy, V. B. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 1788-1795
8. Memarzadeh Lotfabad, E.; Ding, J.; Cui, K.; Kohandehghan, A.; Kalisvaart, W. P.; Hazelton, M.; Mitlin, D. ACS Nano 2014, 8, 7115-7129
9. Ding, J.; Wang, H.; Li, Z.; Kohandehghan, A.; Cui, K.; Xu, Z.; Zahiri, B.; Tan, X.; Lotfabad, E. M.; Olsen, B. C.; Mitlin, D. ACS Nano 2013, 7, 11004-11015
10. Yan, Y.; Yin, Y. X.; Guo, Y. G.; Wan, L. J. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1-5
11. Liu, Y.; Fan, F.; Wang, J.; Liu, Y.; Chen, H.; Jungjohann, K.; Xu, Y.; Zhu, Y.; Bigio, D.; Zhu, T.; Wang, C. Nano Lett. 2014, 14, 3445-3452
12. Xiong, H.; Slater, M. D.; Balasubramanian, M.; Johnson, C. S.; Rajh, T. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2560-2565
13. Xu, Y.; Lotfabad, E. M.; Wang, H.; Farbod, B.; Xu, Z.; Kohandehghan, A.; Mitlin, D. Chem. Commun. 2013, 49, 8973-8975
14. Kim, K. T.; Ali, G.; Chung, K. Y.; Yoon, C. S.; Yashiro, H.; Sun, Y. K.; Lu, J.; Amine, K.; Myung, S.-T. Nano Lett. 2014, 14, 416-422
15. Pérez-Flores, J. C.; Baehtz, C.; Kuhn, A.; García-Alvarado, F. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 1825-1833
16. Rousse, G.; Arroyo-de Dompablo, M. E.; Senguttuvan, P.; Ponrouch, A.; Tarascon, J. M.; Palacín, M. R. Chem. Mater. 2013, 25, 4946-4956
17. Yu, X.; Pan, H.; Wan, W.; Ma, C.; Bai, J.; Meng, Q.; Ehrlich, S. N.; Hu, Y.-S.; Yang, X.-Q. Nano Lett. 2013, 13, 4721-4727
18. Zhu, Y. J.; Han, X. G.; Xu, Y. H.; Liu, Y. H.; Zheng, S. Y.; Xu, K.; Hu, L. B.; Wang, C. S. ACS Nano 2013, 7, 6378-6386
19. Han, X.; Liu, Y.; Jia, Z.; Chen, Y.-C.; Wan, J.; Weadock, N.; Gaskell, K. J.; Li, T.; Hu, L. Nano Lett. 2014, 14, 139-147
20. Fang, Y.; Xiao, L.; Qian, J.; Ai, X.; Yang, H.; Cao, Y. Nano Lett. 2014, 14, 3539-3543
21. Er, D.; Li, J.; Naguib, M.; Gogotsi, Y.; Shenoy, V. B. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 11173-11179
22. Baggetto, L.; Ganesh, P.; Sun, C. N.; Meisner, R. A.; Zawodzinski, T. A.; Veith, G. M. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7985-7994
23. Baggetto, L.; Ganesh, P.; Meisner, R. P.; Unocic, R. R.; Jumas, J. C.; Bridges, C. A.; Veith, G. M. J. Power Sources 2013, 234, 48-59
24. Wang, J. W.; Liu, X. H.; Mao, S. X.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2012, 12, 5897-5902
25. Mortazavi, M.; Deng, J. K.; Shenoy, V. B.; Medhekar, N. V. J. Power Sources 2013, 225, 207-214
26. Zhu, H. L.; Jia, Z.; Chen, Y. C.; Weadock, N.; Wan, J. Y.; Vaaland, O.; Han, X. G.; Li, T.; Hu, L. B. Nano Lett. 2013, 13, 3093-3100
27. Baggetto, L.; Hah, H. Y.; Johnson, C. E.; Bridges, C. A.; Johnson, J. A.; Veith, G. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 9538-9545
28. Qian, J.; Xiong, Y.; Cao, Y.; Ai, X.; Yang, H. Nano Lett. 2014, 14, 1865-1869
29. He, M.; Kravchyk, K.; Walter, M.; Kovalenko, M. V. Nano Lett. 2014, 14, 1255-1262
30. Dai, K.; Zhao, H.; Wang, Z.; Song, X.; Battaglia, V.; Liu, G. J. Power Sources 2014, 263, 276-279
31. Luo, C.; Xu, Y.; Zhu, Y.; Liu, Y.; Zheng, S.; Liu, Y.; Langrock, A.; Wang, C. ACS Nano 2013, 9, 8003-8010
32. Jian, Z.; Zhao, B.; Liu, P.; Li, F.; Zheng, M.; Chen, M.; Shi, Y.; Zhou, H. Chem. Commun. 2014, 50, 1215-1217
33. Wang, Y.; Su, D.; Wang, C.; Wang, G. Electrochem. Commun. 2013, 29, 8-11
34. Qu, B.; Ma, C.; Ji, G.; Xu, C.; Xu, J.; Meng, Y. S.; Wang, T.; Lee, J. Y. Adv. Mater. 2014, 26, 3854-3859
35. Li, W. J.; Chou, S. L.; Wang, J. Z.; Liu, H. K.; Dou, S. X. Nano Lett. 2013, 13, 5480-5484
36. Qian, J.; Wu, X.; Cao, Y.; Ai, X.; Yang, H. Angew. Chem. 2013, 125, 4731-4734
37. Wu, L.; Hu, X.; Qian, J.; Pei, F.; Wu, F.; Mao, R.; Ai, X.; Yang, H.; Cao, Y. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 323-328
38. Denis, Y. W.; Prikhodchenko, P. V.; Mason, C. W.; Batabyal, S. K.; Gun, J.; Sladkevich, S.; Medvedev, A. G.; Lev, O. Nat. Commun. 2013, 4, 1-7
39. Baggetto, L.; Allcorn, E.; Unocic, R. R.; Manthiram, A.; Veith, G. M. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11163-11169
40. Farbod, B.; Cui, K.; Kalisvaart, W. P.; Kupsta, M.; Zahiri, B.; Kohandehghan, A.; Memarzadeh, E.; Li, Z.; Luber, E. J.; Mitlin, D. ACS Nano 2014, 8, 4415-4429
41. Abel, P. R.; Fields, M. G.; Heller, A.; Mullins, C. B. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 10.1021/am503365k
42. David, L.; Bhandavat, R.; Singh, G. ACS Nano 2014, 8, 1759-1770
43. Cao, Y.; Xiao, L.; Sushko, M. L.; Wang, W.; Schwenzer, B.; Xiao, J.; Nie, Z.; Saraf, L. V.; Yang, Z.; Liu, J. Nano Lett. 2012, 12, 3783-3787
44. Liu, Y.; Xu, Y.; Zhu, Y.; Culver, J. N.; Lundgren, C. A.; Xu, K.; Wang, C. ACS Nano 2013, 7, 3627-3634
45. Cao, Y.; Xiao, L.; Wang, W.; Choi, D.; Nie, Z.; Yu, J.; Saraf, L. V.; Yang, Z.; Liu, J. Adv. Mater. 2011, 23, 3155-3160
46. Chevrier, V. L.; Ceder, G. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A1011-A1014
47. Baggetto, L.; Keum, J. K.; Browning, J. F.; Veith, G. M. Electrochem. Commun. 2013, 34, 41-44
48. Abel, P. R.; Lin, Y. M.; de Souza, T.; Chou, C. Y.; Gupta, A.; Goodenough, J. B.; Hwang, G. S.; Heller, A.; Mullins, C. B. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 18885-18890
49. Komaba, S.; Matsuura, Y.; Ishikawa, T.; Yabuuchi, N.; Murata, W.; Kuze, S. Electrochem. Commun. 2012, 21, 65-68
50. Memarzadeh, E. L.; Kalisvaart, W. P.; Kohandehghan, A.; Zahiri, B.; Holt, C. M.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. 2012, 22, 6655-6668
51. Lotfabad, E. M.; Kalisvaart, P.; Kohandehghan, A.; Cui, K.; Kupsta, M.; Farbod, B.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2504-2516
52. Ong, S. P.; Chevrier, V. L.; Hautier, G.; Jain, A.; Moore, C.; Kim, S.; Ma, X.; Ceder, G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3680-3688
53. Baggetto, L.; Notten, P. H. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A169-A175
54. Kennedy, T.; Mullane, E.; Geaney, H.; Osiak, M.; O'Dwyer, C.; Ryan, K. M. Nano Lett. 2014, 14, 716-723
55. Farbod, B.; Cui, K.; Kupsta, M.; Kalisvaart, P.; Memarzadeh, E.; Kohandehghan, A.; Zahiri, B.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2014, 10.1039/C4TA03805C
56. Liu, Y.; Liu, X. H.; Nguyen, B. M.; Yoo, J.; Sullivan, J. P.; Picraux, S. T.; Huang, J. Y.; Dayeh, S. A. Nano Lett. 2013, 13, 4876-4883
57. Liu, X. H.; Liu, Y.; Kushima, A.; Zhang, S.; Zhu, T.; Li, J.; Huang, J. Y. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 722-741
58. Wu, H.; Chan, G.; Choi, J. W.; Yao, Y.; McDowell, M. T.; Lee, S. W.; Jackson, A.; Yang, Y.; Hu, L.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 310-315
59. Liu, X. H.; Huang, J. Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3844-3860
60. Liu, X. H.; Zheng, H.; Zhong, L.; Huan, S.; Karki, K.; Zhang, L. Q.; Liu, Y.; Kushima, A.; Liang, W. T.; Wang, J. W.; Cho, J. H.; Epstein, E.; Dayeh, S. A.; Picraux, S. T.; Zhu, T.; Li, J.; Sullivan, J. P.; Cumings, J.; Wang, C. S.; Mao, S. X.; Ye, Z. Z.; Zhang, S. L.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2011, 11, 3312-3318
61. Liu, X. H.; Huang, S.; Picraux, S. T.; Li, J.; Zhu, T.; Huang, J. Y. Nano Lett. 2011, 11, 3991-3997
62. Yuan, F. W.; Yang, H. J.; Tuan, H. Y. ACS Nano 2012, 6, 9932-9942
63. Pikul, J. H.; Zhang, H. G.; Cho, J.; Braun, P. V.; King, W. P. Nat. Commun. 2013, 4, 1-5
64. Zhang, H.; Braun, P. V. Nano Lett. 2012, 12, 2778-2783
65. Gu, M.; Li, Y.; Li, X.; Hu, S.; Zhang, X.; Xu, W.; Thevuthasan, S.; Baer, D. R.; Zhang, J.-G.; Liu, J.; Wang, C. ACS Nano 2012, 6, 8439-8447
66. Chen, Q.; Sieradzki, K. Nat. Mater. 2013, 12, 1102-1106
67. Kohandehghan, A.; Kalisvaart, P.; Kupsta, M.; Zahiri, B.; Amirkhiz, B. S.; Li, Z.; Memarzadeh, E. L.; Bendersky, L. A.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1600-1612
68. Lotfabad, E. M.; Kalisvaart, P.; Cui, K.; Kohandehghan, A.; Kupsta, M.; Olsen, B.; Mitlin, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 13646-13657
69. Kohandehghan, A.; Kalisvaart, P.; Cui, K.; Kupsta, M.; Memarzadeh, E.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 12850-12861
70. Kohandehghan, A.; Cui, K.; Kupsta, M.; Memarzadeh, E.; Kalisvaart, P.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 11261-11279
71. Jung, S. C.; Jung, D. S.; Choi, J. W.; Han, Y. K. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1283-1288
72. Malyi, O.; Kulish, V. V.; Tan, T. L.; Manzhos, S. Nano Energy 2013, 2, 1149-1157
73. Xiao, Y. W.; Lee, J. Y.; Yu, A. S.; Liu, Z. L. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 3623-3629
74. Graetz, J.; Ahn, C. C.; Yazami, R.; Fultz, B. Electrochem. Solid-State Lett. 2003, 6, A194-A197
75. Szczech, J. R.; Jin, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 56-72
76. Green, M.; Fielder, E.; Scrosati, B.; Wachtler, M.; Moreno, J. S. Electrochem. Solid-State Lett. 2003, 6, A75-A79
77. Fedorov, A. S.; Popov, Z. I.; Kuzubov, A. A.; Ovchinnikov, S. G. E. JETP Lett. 2012, 95, 143-147
78. Etacheri, V.; Haik, O.; Goffer, Y.; Roberts, G. A.; Stefan, I. C.; Fasching, R.; Aurbach, D. Langmuir 2011, 28, 965-976
79. Elazari, R.; Salitra, G.; Gershinsky, G.; Garsuch, A.; Panchenko, A.; Aurbach, D. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A1440-A1445
80. Ponrouch, A.; Dedryvère, R.; Monti, D.; Demet, A. E.; Mba, J. M. A.; Croguennec, L.; Masquelier, C.; Johansson, P.; Palacín, M. R. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2361-2369
81. Levi, M. D.; Aurbach, D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4630-4640
82. Ruffo, R.; Hong, S. S.; Chan, C. K.; Huggins, R. A.; Cui, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 11390-11398