TiO2 nanoparticles for Li-Ion battery anodes: Mitigation of growth and irreversible capacity using LiOH and NaOH

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 1, 2015, Pages 119-126

  Søndergaard, Martin ^a,b   Shen, Yanbin ^a   Mamakhel, Aref ^a   Marinaro, Mario ^c   Wohlfahrt Mehrens, Margret ^c   Wonsyld, Karen ^b   Dahl, Søren ^b   Iversen, Bo B ^a  

^a AARHUS UNIVERSITY   (Denmark)

^b HALDOR TOPSØE A S   (Denmark)

^c ZENTRUM FÜR SONNENENERGIE UND WASSERSTOFF FORSCHUNG BADEN WÜRTTEMBERG ZSW   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYSTS; CRYSTAL STRUCTURE; ELECTRIC BATTERIES; MESOPOROUS MATERIALS; MORPHOLOGY; NANOPARTICLES; OXIDE MINERALS; RIETVELD REFINEMENT; SCALABILITY; SYNTHESIS (CHEMICAL); TITANIUM DIOXIDE;

ANATASE CRYSTALLITES; COULOMBIC EFFICIENCY; CRYSTALLITE GROWTH; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; IRREVERSIBLE CAPACITY; RUTILE AND ANATASE; RUTILE CRYSTALLITES; SYNTHESIS CONDITIONS;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84921261012     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm503479h     Document Type: Article

References (63)

1. Kay, A.; Gratzel, M. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1996, 44, 99-117
2. Fujishima, A.; Zhang, X.; Tryk, D. A. Surf. Sci. Rep. 2008, 63, 515-582
3. Fresno, F.; Portela, R.; Suarez, S.; Coronado, J. M. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 2863-2884
4. Ni, M.; Leung, M. K. H.; Leung, D. Y. C.; Sumathy, K. Renewable Sustainable Energy Rev. 2007, 11, 401-425
5. Chen, B.; Hou, J.; Lu, K. Langmuir 2013, 29, 5911-5919
6. Froschl, T.; Hormann, U.; Kubiak, P.; Kucerova, G.; Pfanzelt, M.; Weiss, C. K.; Behm, R. J.; Husing, N.; Kaiser, U.; Landfester, K.; Wohlfahrt-Mehrens, M. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5313-5360
7. Jiang, C.; Zhang, J. J. Mater. Sci. Technol. 2013, 29, 97-122
8. Chen, Z.; Belharouak, I.; Sun, Y. K.; Amine, K. Adv. Funct. Mater. 2012, 23, 959-969
9. Su, X.; Wu, Q.; Zhan, X.; Wu, J.; Wei, S.; Guo, Z. J. Mater. Sci. 2012, 47, 2519-2534
10. Deng, D.; Kim, M. G.; Lee, J. Y.; Cho, J. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 818-837
11. Yang, Z. G.; Choi, D.; Kerisit, S.; Rosso, K. M.; Wang, D. H.; Zhang, J.; Graff, G.; Liu, J. J. Power Sources 2009, 192, 588-598
12. Xu, T.; Wang, W.; Gordin, M. L.; Wang, D.; Choi, D. JOM 2010, 62, 24-30
13. Marinaro, M.; Pfanzelt, M.; Kubiak, P.; Marassi, R.; Wohlfahrt-Mehrens, M. J. Power Sources 2011, 196, 9825-9829
14. Pol, V. G.; Kang, S.-H.; Calderon-Moreno, J. M.; Johnson, C. S.; Thackeray, M. M. J. Power Sources 2010, 195, 5039-5043
15. Wang, D. H.; Choi, D. W.; Li, J.; Yang, Z. G.; Nie, Z. M.; Kou, R.; Hu, D. H.; Wang, C. M.; Saraf, L. V.; Zhang, J. G.; Aksay, I. A.; Liu, J. ACS Nano 2009, 3, 907-914
16. Koudriachova, M. V.; Harrison, N. M.; de Leeuw, S. W. Phys. Rev. B 2002, 65, 235423
17. Li, N.; Zhou, G. M.; Fang, R. P.; Li, F.; Cheng, H. M. Nanoscale 2013, 5, 7780-7784
18. Wagemaker, M.; Mulder, F. M. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1206-1215
19. Wagemaker, M.; Borghols, W. J. H.; Mulder, F. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4323-4327
20. Borghols, W. J. H.; Lutzenkirchen-Hecht, D.; Haake, U.; van Eck, E. R. H.; Mulder, F. M.; Wagemaker, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5742-5748
21. Brutti, S.; Gentili, V.; Menard, H.; Scrosati, B.; Bruce, P. G. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 322-327
22. Brutti, S.; Gentili, V.; Reale, P.; Carbone, L.; Panero, S. J. Power Sources 2011, 196, 9792-9799
23. Liu, N.; Hu, L.; McDowell, M. T.; Jackson, A.; Cui, Y. ACS Nano 2011, 5, 6487-6493
24. Wolff, S. K.; Grimwood, D. J.; McKinnon, J. J.; Turner, M. J.; Jayatilaka, D.; Spackman, M. A. CrystalExplorer 3.0; University of Western Australia: Crawley, Australia, 2012.
25. Filsø, M. Ø.; Turner, M. J.; Gibbs, G. V.; Adams, S.; Spackman, M. A.; Iversen, B. B. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 15535-15544
26. Borghols, W. J. H.; Luetzenkirchen-Hecht, D.; Haake, U.; Chan, W.; Lafont, U.; Kelder, E. M.; van Eck, E. R. H.; Kentgens, A. P. M.; Mulder, F. M.; Wagemaker, M. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A582-A588
27. Zhang, D. B.; Qi, L. M.; Ma, J. M.; Cheng, H. M. J. Mater. Chem. 2002, 12, 3677-3680
28. Reddy, M. A.; Kishore, M. S.; Pralong, V.; Caignaert, V.; Varadaraju, U. V.; Raveau, B. Electrochem. Commun. 2006, 8, 1299-1303
29. Shin, H. H.; Jung, H. S.; Hong, K. S.; Lee, J. K. Chem. Lett. 2004, 33, 1382-1383
30. Konishi, J.; Fujita, K.; Nakanishi, K.; Hirao, K. Chem. Mater. 2006, 18, 6069-6074
31. Qi, K.; Xin, J. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 3479-3485
32. Wu, M.; Lin, G.; Chen, D.; Wang, G.; He, D.; Feng, S.; Xu, R. Chem. Mater. 2002, 14, 1974-1980
33. Li, G.; Li, L.; Boerio-Goates, J.; Woodfield, B. F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8659-8666
34. Grey, I. E.; Wilson, N. C. J. Solid State Chem. 2007, 180, 670-678
35. Madej, E.; La Mantia, F.; Mei, B.; Klink, S.; Muhler, M.; Schuhmann, W.; Ventosa, E. J. Power Sources 2014, 266, 155-161
36. Rodriguezcarvajal, J. Physica B 1993, 192, 55-69
37. Lock, N.; Hald, P.; Christensen, M.; Birkedal, H.; Iversen, B. B. J. Appl. Crystallogr. 2010, 43, 858-866
38. Popa, N. C. J. Appl. Crystallogr. 1998, 31, 176-180
39. Yoldas, B. E. J. Mater. Sci. 1986, 21, 1087-1092
40. Sanchez, C.; Livage, J.; Henry, M.; Babonneau, F. J. Non-Cryst. Solids 1988, 100, 65-76
41. Simonsen, M. E.; Sogaard, E. G. J. Sol-Gel Sci. Technol. 2010, 53, 485-497
42. Wang, C.-C.; Ying, J. Y. Chem. Mater. 1999, 11, 3113-3120
43. Aruna, S. T.; Tirosh, S.; Zaban, A. J. Mater. Chem. 2000, 10, 2388-2391
44. Vijayakumar, M.; Kerisit, S.; Wang, C.; Nie, Z.; Rosso, K. M.; Yang, Z.; Graff, G.; Liu, J.; Hu, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14567-14574
45. Koudriachova, M. V.; Harrison, N. M.; de Leeuw, S. W. Solid State Ionics 2004, 175, 829-834
46. Koudriachova, M. V. J. Power Sources 2011, 196, 6898-6901
47. Baudrin, E.; Cassaignon, S.; Koelsch, M.; Jolivet, J. P.; Dupont, L.; Tarascon, J. M. Electrochem. Commun. 2007, 9, 337-342
48. Kubiak, P.; Pfanzelt, M.; Geserick, J.; Hormann, U.; Husing, N.; Kaiser, U.; Wohlfahrt-Mehrens, M. J. Power Sources 2009, 194, 1099-1104
49. Sudant, G.; Baudrin, E.; Larcher, D.; Tarascon, J. M. J. Mater. Chem. 2005, 15, 1263-1269
50. Kubiak, P.; Froeschl, T.; Huesing, N.; Hoermann, U.; Kaiser, U.; Schiller, R.; Weiss, C. K.; Landfester, K.; Wohlfahrt-Mehrens, M. Small 2011, 7, 1690-1696
51. Wang, D.; Choi, D.; Li, J.; Yang, Z.; Nie, Z.; Kou, R.; Hu, D.; Wang, C.; Saraf, L. V.; Zhang, J.; Aksay, I. A.; Liu, J. ACS Nano 2009, 3, 907-914
52. Min, K.-M.; Park, K.-S.; Kim, J.-C.; Lee, D.-H.; Kim, D.-W. Ceram. Int. 2013, 39, 3459-3462
53. Kim, D. H.; Min, K.-M.; Park, K.-S.; Park, I. J.; Cho, I. S.; Seong, W. M.; Kim, D.-W.; Hong, K. S. Dalton Trans. 2012, 42, 4278-4284
54. Wang, D.; Choi, D.; Yang, Z.; Viswanathan, V. V.; Nie, Z.; Wang, C.; Song, Y.; Zhang, J.-G.; Liu, J. Chem. Mater. 2008, 20, 3435-3442
55. Pfanzelt, M.; Kubiak, P.; Fleischhammer, M.; Wohlfahrt-Mehrens, M. J. Power Sources 2011, 196, 6815-6821
56. Jiang, C.; Honma, I.; Kudo, T.; Zhou, H. Electrochem. Solid-State Lett. 2007, 10, A127-A129
57. Hu, Y. S.; Kienle, L.; Guo, Y. G.; Maier, J. Adv. Mater. 2006, 18, 1421
58. Marks, T.; Trussler, S.; Smith, A. J.; Xiong, D.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A51-A57
59. Jiang, C.; Wei, M.; Qi, Z.; Kudo, T.; Honma, I.; Zhou, H. J. Power Sources 2007, 166, 239-243
60. Rai, A. K.; Anh, L. T.; Gim, J.; Mathew, V.; Kang, J.; Paul, B. J.; Song, J.; Kim, J. Electrochim. Acta 2013, 90, 112-118
61. Pfanzelt, M.; Kubiak, P.; Jacke, S.; Dimesso, L.; Jaegermann, W.; Wohlfahrt-Mehrens, M. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A809-A814
62. Bruce, P. G.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2930-2946
63. He, Y.-B.; Li, B.; Liu, M.; Zhang, C.; Lv, W.; Yang, C.; Li, J.; Du, H.; Zhang, B.; Yang, Q.-H.; Kim, J.-K.; Kang, F. Sci. Rep. 2012, 2