Superior Performance of a Li-O2 Battery with Metallic RuO2 Hollow Spheres as the Carbon-Free Cathode

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 13, 2015, Pages

  Li, Fujun ^a,b   Tang, Dai Ming ^c   Zhang, Tao ^a   Liao, Kaiming ^a   He, Ping ^d   Golberg, Dmitri ^c   Yamada, Atsuo ^b   Zhou, Haoshen ^a,b  

^a NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY AIST   (Japan)

^b UNIVERSITY OF TOKYO   (Japan)

^c NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^d NANJING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

carbon free cathodes; full discharge charge; Li O2 batteries; overpotential; RuO2 hollow spheres

Indexed keywords

CARBON; CATHODES; LITHIUM COMPOUNDS; RUTHENIUM COMPOUNDS; SPHERES;

CARBON-FREE; CHARGE POTENTIALS; CHARGING PROCESS; DISCHARGE-CHARGE; HIERARCHICALLY POROUS; HOLLOW SPHERE; OVERPOTENTIAL; REVERSIBLE CAPACITY;

LITHIUM-AIR BATTERIES;

EID: 84937023296     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201500294     Document Type: Article

References (39)

1. a) J. M. Tarascon, M. Armand, Nature 2001, 414, 359
2. b) P. G. Bruce, S. A. Freunberger, L. J. Hardwick, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2012, 11, 19
3. c) F. Li, H. Kitaura, H. Zhou, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2302.
4. a) K. M. Abraham, Z. Jang, J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1
5. b) Y. Shao, F. Ding, J. Xiao, J. Zhang, W. Xu, S. Park, J. Zhang, Y. Wang, J. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 987
6. c) F. Li, T. Zhang, H. Zhou, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1125.
7. R. Black, B. Adams, L. F. Nazar, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 801.
8. M. M. Ottakam Thotiyl, S. A. Freunberger, Z. Q. Peng, P. G. Bruce, J. Am. Chem. Soc. 2012, 135, 494.
9. B. B. McCloskey, D. S. Bethune, R. M. Shelby, G. Girishkumar, A. C. Luntz, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1161.
10. B. D. McClosky, R. Scheffler, A. Speidel, D. S. Bethune, R. M. Shelby, A. C. Luntz, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18038.
11. E. Nasybulin, W. Xu, M. H. Engelhard, Z. Nie, S. D. Burton, L. Cosimbescu, M. E. Gross, J. Zhang, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2635.
12. B. M. Gallant, R. R. Mitchell, D. G. Kwabi, J. Zhou, L. Zuin, C. V. Thompson, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20800.
13. B. D. McCloskey, A. Speidel, R. Scheffler, D. C. Miller, V. Viswanathan, J. S. Hummelshøj, J. K. Nørskov, A. C. Luntz, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 997.
14. D. Sharon, V. Etacheri, A. Garsuch, M. Afri, A. A. Frimer, D. Aurbach, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 127.
15. H.-G. Jung, J. Hassoun, J.-B. Park, Y.-K. Sun, B. Scrosati, Nat. Chem. 2012, 4, 579.
16. S. H. Oh, R. Black, E. Pomerantseva, J. H. Lee, L. F. Nazar, Nat. Chem. 2012, 4, 1004.
17. M. J. Trahan, S. Mukerjee, E. J. Plichta, H. A. Hendrickson, K. M. Abraham, J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A259.
18. a) F. Li, T. Zhang, Y. Yamada, A. Yamada, H. Zhou, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 532
19. b) Y. Liu, L. Suo, H. Lin, W. Yang, Y. Fang, X. Liu, D. Wang, Y.-S. Hu, W. Han, L. Chen, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 9020
20. c) L. Suo, Y.-S. Hu, H. Li, M. Armand, L. Chen, Nat. Commun. 2013, 4, 1481.
21. H.-D. Lim, H. Song, J. Kim, H. Gwon, Y. Bae, K.-Y. Park, J. Hong, H. Kim, T. Kim, Y. H. Kim, X. Leprõ, R. Ovalle-Robles, R. H. Baughman, K. Kang, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3926.
22. a) D. Xu, Z. Wang, L. Xu, L. Zhang, X. Zhang, Chem. Commun. 2012, 48, 6948
23. b) B. Sun, P. Munroe, G. Wang, Sci. Rep. 2013, 3, 2247.
24. Z. Peng, S. A. Freunberger, Y. H. Chen, P. G. Bruce, Science 2012, 373, 563.
25. M. M. Thotiyl, S. A. Freunberger, Z. Peng, Y. Chen, Z. Liu, P. G. Bruce, Nat. Mater. 2013, 12, 1050.
26. a) F. Li, D. Tang, Y. Chen, D. Golberg, H. Kitaura, T. Zhang, A. Yamada, H. Zhou, Nano Lett. 2013, 13, 4702
27. b) F. Li, D. Tang, Z. Jian, D. Liu, D. Golberg, A. Yamada, H. Zhou, Adv. Mater. 2014, 26, 4659
28. c) J. Xie, X. Yao, I. P. Madden, D. Jiang, L. Chou, C. Tsung, D. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8903.
29. H. Schäfer, G. Schneidereit, W. Z. Gerhardt, Anorg. Allg. Chem. 1963, 319, 327.
30. a) E. Yilmaz, C. Yogi, K. Yamanaka, T. Ohta, H. R. Byon, Nano Lett. 2013, 13, 4679
31. b) Z. Jian, P. Liu, F. Li, P. He, X. Guo, M. Chen, H. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 53, 442.
32. K. A. Stoerzinger, L. Qiao, M. D. Biegalski, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1636.
33. L. Cao, F. Scheiba, C. Roth, F. Schweiger, C. Cremers, U. Stimming, H. Fuess, L. Chen, W. Zhu, X. Qiu, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 5315.
34. Y.-S. Hu, Y. Guo, W. Sigle, S. Hore, P. Balaya, J. Maier, Nat. Mater. 2006, 5, 713.
35. X. Sun, Y. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 597.
36. a) J. Zhang, Y. Zhao, X. Zhao, Z. Liu, W. Chen, Sci. Rep. 2014, 4, 6005
37. b) J. Zhang, L. Wang, L. Xu, X. Ge, X. Zhao, M. Lai, Z. Liu, W. Chen, Nanoscale 2015, 7, 720.
38. B. D. Adams, C. Radtke, R. Black, M. L. Trudeau, K. Zaghib, L. F. Nazar, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772.
39. B. M. Ballant, D. G. Kwabi, R. R. Mitchell, J. Zhou, C. V. Thompson, Y. Shao-Horn, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2518.