Hierarchically porous Li4Ti5O12 anode materials for Li- and Na-ion batteries: Effects of nanoarchitectural design and temperature dependence of the rate capability

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 1, 2015, Pages

  Hasegawa, George ^a   Kanamori, Kazuyoshi ^a   Kiyomura, Tsutomu ^a   Kurata, Hiroki ^a   Nakanishi, Kazuki ^a   Abe, Takeshi ^a  

^a KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

Li ion batteries; Lithium titanate; Na ion batteries; Porous electrodes; Temperature dependence

Indexed keywords

ANODES; DESIGN; ELECTRIC BATTERIES; ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; ELECTRODES; IONS; LITHIUM; MORPHOLOGY; POROSITY; TEMPERATURE DISTRIBUTION; VIRTUAL STORAGE;

LI-ION BATTERIES; LITHIUM TITANATE; NA-ION BATTERIES; POROUS ELECTRODES; TEMPERATURE DEPENDENCE;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84920837699     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201400730     Document Type: Article

References (55)

1. a) P. G. Bruce, B. Scrosati, J. M. Tarascon, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2930;
2. b) J. B. Goodenough, Y. Kim, Chem. Mater. 2010, 22, 587.
3. S. W. Kim, D. H. Seo, X. Ma, G. Ceder, K. Kang, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 710.
4. a) V. Palomares, P. Serras, I. Villaluenga, K. B. Hueso, J. Carretero-González, T. Rojo, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5884;
5. b) M. D. Slater, D. Kim, E. Lee, C. S. Johnson, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 947.
6. a) F. Sagane, T. Abe, Y. Iriyama, Z. Ogumi, J. Power Sources 2005, 146, 749;
7. b) F. Sagane, T. Abe, Z. Ogumi, J. Power Sources 2010, 195, 7466.
8. a) M. Nose, H. Nakayama, K. Nobuhara, H. Yamaguchi, S. Nakanishi, H. Iba, J. Power Sources 2013, 234, 175;
9. b) M. Nose, S. Shiotani, H. Nakayama, K. Nobuhara, S. Nakanishi, H. Iba, Electrochem. Commun. 2013, 34, 266.
10. a) M. M. Doeff, Y. Ma, S. J. Visco, L. C. de Jonghe, J. Electrochem. Soc. 1993, 140, L169;
11. b) S. Komaba, W. Murata, T. Ishikawa, N. Yabuuchi, T. Ozeki, T. Nakayama, A. Ogata, K. Gotoh, K. Fujiwara, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3859;
12. c) S. Wenzel, T. Hara, J. Janek, P. Adelhelm, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3342;
13. d) K. Tang, L. Fu, R. J. White, L. Yu, M. M. Titirici, M. Antonietti, J. Maier, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 873.
14. P. Thomas, J. Ghanbaja, D. Billaud, Electrochim. Acta 1999, 45, 423.
15. F. Orsini, A. du Pasquier, B. Beaudouin, J. M. Tarascon, M. Trentin, N. Langenhuizen, E. de Beer, P. Notten, J. Power Sources 1999, 81-82, 918.
16. H. Xiong, M. D. Slater, M. Balasubramanian, C. S. Johnson, T. Rajh, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2560.
17. a) Y. Xu, E. M. Lotfabad, H. Wang, B. Farbod, Z. Xu, A. Kohandehghan, D. Mitlin, Chem. Commun. 2013, 49, 8973;
18. b) L. Wu, D. Buchholz, D. Bresser, L. G. Chagas, S. Passerini, J. Power Sources 2014, 251, 379.
19. J. P. Huang, D. D. Yuan, H. Z. Zhang, Y. L. Cao, G. R. Li, H. X. Yang, X. P. Gao, RSC Adv. 2013, 3, 12593.
20. a) P. Senguttuvan, G. Rousse, V. Seznec, J. M. Tarascon, M. R. Palacín, Chem. Mater. 2011, 23, 4109;
21. b) H. Pan, X. Lu, X. Yu, Y. S. Hu, H. Li, X. Q. Yang, L. Chen, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1186.
22. S. H. Woo, Y. Park, W. Y. Choi, N. S. Choi, S. Nam, B. Park, K. T. Lee, J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A2016.
23. A. Rudola, K. Saravanan, S. Devaraj, H. Gong, P. Balava, Chem. Commun. 2013, 49, 7451.
24. M. Shirpour, J. Cabana, M. Doeff, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2538.
25. Y. Wang, X. Yu, S. Xu, J. Bai, R. Xiao, Y. S. Hu, H. Li, X. Q. Yang, L. Chen, X. Huang, Nat. Commun. 2013, 4, 2365.
26. Y. Sun, L. Zhao, H. Pan, X. Lu, L. Gu, Y. S. Hu, H. Li, M. Armand, Y. Ikuhara, L. Chen, X. Huang, Nat. Commun. 2013, 4, 1870.
27. a) M. M. Thackeray, J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 2558;
28. b) T. Ohzuku, A. Ueda, N. Yamamoto, J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 1431.
29. a) P. P. Prosini, R. Mancini, L. Petrucci, V. Contini, P. Villano, Solid State Ionics 2001, 144, 185;
30. b) C. H. Chen, J. T. Vaughey, A. N. Jansen, D. W. Dees, A. J. Kahaian, T. Goacher, M. M. Thackeray, J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A102.
31. a) S. Scharner, W. Weppner, P. Schmid-Beurmann, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 857;
32. b) M. Wagemaker, D. R. Simon, E. M. Kelder, J. Schoonman, C. Ringfeil, U. Haake, D. Lützenkirchen-Hecht, R. Frahm, F. M. Mulder, Adv. Mater. 2006, 18, 3169.
33. M. S. Song, A. Benayad, Y. M. Choi, K. S. Park, Chem. Commun. 2012, 48, 516.
34. J. Liu, K. Tang, K. Song, P. A. van Aken, Y. Yu, J. Maier, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 20813.
35. X. Yu, H. Pan, W. Wan, C. Ma, J. Bai, Q. Meng, S. N. Ehrlich, Y. S. Hu, X. Q. Yang, Nano Lett. 2013, 13, 4721.
36. a) L. Kavan, J. Procházka, T. M. Spitler, M. Kalbáč, M. Zukalová, T. Drezen, M. Grätzel, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1000;
37. b) M. Wilkening, R. Amade, W. Iwaniak, P. Heitjans, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1239.
38. a) E. M. Sorensen, S. J. Barry, H. K. Jung, J. R. Rondinelli, J. T. Vaughey, K. R. Poeppelmeier, Chem. Mater. 2006, 18, 482;
39. b) S. W. Woo, K. Dokko, K. Kanamura, Electrochim. Acta 2007, 53, 79.
40. a) L. Shen, C. Yuan, H. Luo, X. Zhang, K. Xu, Y. Xia, J. Mater. Chem. 2010, 20, 6998;
41. b) E. Kang, Y. S. Jung, G. H. Kim, J. Chun, U. Wiesner, A. C. Dillon, J. K. Kim, J. Lee, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4349;
42. c) L. Zhao, Y.-S. Hu, H. Li, Z. Wang, L. Chen, Adv. Mater. 2011, 23, 1385;
43. d) A. Vu, Y. Qian, A. Stein, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1056;
44. e) L. Yu, H. B. Wu, X. W. Lou, Adv. Mater. 2013, 25, 2296.
45. a) L. Kavan, M. Grätzel, Electrochem. Solid-State Lett. 2002, 5, A39;
46. b) K. Amine, I. Belharouak, Z. Chen, T. Tran, H. Yumoto, N. Ota, S. T. Myung, Y. K. Sun, Adv. Mater. 2010, 22, 3052.
47. L. Shen, E. Uchaker, X. Zhang, G. Cao, Adv. Mater. 2012, 24, 6502.
48. a) Y. F. Tang, L. Yang, Z. Qiu, J. S. Huang, Electrochem. Commun. 2008, 10, 1513;
49. b) Y. S. Lin, M. C. Tsai, J. G. Duh, J. Power Sources 2012, 214, 314;
50. c) S. Chen, Y. Xin, Y. Zhou, Y. Ma, H. Zhou, L. Qi, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1924.
51. P. R. Bueno, E. R. Leite, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8868.
52. K. Nakanishi, J. Porous Mater. 1997, 4, 67.
53. G. Hasegawa, K. Kanamori, K. Nakanishi, T. Hanada, J. Am. Ceram. Soc. 2010, 93, 3110.
54. G. Hasegawa, K. Kanamori, Y. Sugawara, Y. Ikuhara, K. Nakanishi, J. Colloid Interface Sci. 2012, 374, 291.
55. M. Sugita, M. Tsuji, M. Abe, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1990, 63, 1978.