In Situ Study of Lithiation and Delithiation of MoS2 Nanosheets Using Electrochemical Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

Nano Letters

Volumn 15, Issue 8, 2015, Pages 5214-5220

  Zeng, Zhiyuan ^a   Zhang, Xiaowei ^a,b   Bustillo, Karen ^a   Niu, Kaiyang ^a,c   Gammer, Christoph ^a,c   Xu, Jun ^b   Zheng, Haimei ^a,c  

^a LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b NANJING UNIVERSITY   (China)

^c University of California Berkeley   (United States)

Author keywords

electrochemical liquid cell; Liquid cell TEM; lithium ion batteries; MoS2; solid electrolyte interface

Indexed keywords

DEGRADATION; ELECTRIC DISCHARGES; ELECTRODES; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; LAYERED SEMICONDUCTORS; LIQUIDS; LITHIUM COMPOUNDS; LITHIUM-ION BATTERIES; MOLYBDENUM COMPOUNDS; NANOSHEETS; PASSIVATION; PHASE INTERFACES; SOLID ELECTROLYTES; SOLID-STATE BATTERIES; TITANIUM;

CONSTITUENT ELEMENTS; EXPANSION AND DEFORMATION; IRREVERSIBLE DECOMPOSITION; LIQUID CELL TEM; LIQUID CELLS; LITHIATION/DELITHIATION; MOS2; SOLID ELECTROLYTE INTERFACES;

VANADIUM COMPOUNDS;

EID: 84939248028     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02483     Document Type: Article

References (41)

1. Stephenson, T.; Li, Z.; Olsen, B.; Mitlin, D. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 209 10.1039/C3EE42591F
2. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147 10.1038/nnano.2010.279
3. Chang, K.; Chen, W. Chem. Commun. 2011, 47, 4252 10.1039/c1cc10631g
4. Lee, S. W.; McDowell, M. T.; Choi, J. W.; Cui, Y. Nano Lett. 2011, 11, 3034 10.1021/nl201787r
5. Lee, S. W.; McDowell, M. T.; Berla, L. A.; Nix, W. D.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 4080 10.1073/pnas.1201088109
6. Zeng, Z. Y.; Tu, J. P.; Yang, Y. Z.; Xiang, J. Y.; Huang, X. H.; Mao, F.; Ma, M. Electrochim. Acta 2008, 53, 2724 10.1016/j.electacta.2007.09.006
7. Zeng, Z. Y.; Tu, J. P.; Huang, X. H.; Wang, X. L.; Xiang, J. Y. Thin Solid Films 2009, 517, 4767 10.1016/j.tsf.2009.03.007
8. Chan, C. K.; Peng, H.; Liu, G.; McIlwrath, K.; Zhang, X. F.; Huggins, R. A.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 31 10.1038/nnano.2007.411
9. Kennedy, T.; Mullane, E.; Geaney, H.; Osiak, M.; ODwyer, C.; Ryan, K. M. Nano Lett. 2014, 14, 716 10.1021/nl403979s
10. Lin, F.; Nordlund, D.; Weng, T.-C.; Zhu, Y.; Ban, C.; Richards, R. M.; Xin, H. L. Nat. Commun. 2014, 5, 3358 10.1038/ncomms4358
11. Zeng, Z.; Yin, Z.; Huang, X.; Li, H.; He, Q.; Lu, G.; Boey, F.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11093 10.1002/anie.201106004
12. Zeng, Z.; Sun, T.; Zhu, J.; Huang, X.; Yin, Z.; Lu, G.; Fan, Z.; Yan, Q.; Hng, H. H.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9052 10.1002/anie.201204208
13. Fang, X. P.; Guo, X. W.; Mao, Y.; Hua, C. X.; Shen, L. Y.; Hu, Y. S.; Wang, Z. X.; Wu, F.; Chen, L. Q. Chem.-Asian J. 2012, 7, 1013 10.1002/asia.201100796
14. Zheng, H.; Smith, R. K.; Jun, Y.-w.; Kisielowski, C.; Dahmen, U.; Alivisatos, A. P. Science 2009, 324, 1309 10.1126/science.1172104
15. Liao, H.-G.; Cui, L.; Whitelam, S.; Zheng, H. Science 2012, 336, 1011 10.1126/science.1219185
16. Liao, H.-G.; Zherebetskyy, D.; Xin, H.; Czarnik, C.; Ercius, P.; Elmlund, H.; Pan, M.; Wang, L.-W.; Zheng, H. Science 2014, 345, 916 10.1126/science.1253149
17. Niu, K.-Y.; Park, J.; Zheng, H.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2013, 13, 5715 10.1021/nl4035362
18. 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 10.1021/nl403402q
19. Yuk, J. M.; Seo, H. K.; Choi, J. W.; Lee, J. Y. ACS Nano 2014, 8, 7478 10.1021/nn502779n
20. Holtz, M. E.; Yu, Y.; Gunceler, D.; Gao, J.; Sundararaman, R.; Schwarz, K. A.; Arias, T. A.; Abruña, H. D.; Muller, D. A. Nano Lett. 2014, 14, 1453 10.1021/nl404577c
21. Abellan, P.; Mehdi, B. L.; Parent, L. R.; Gu, M.; Park, C.; Xu, W.; Zhang, Y.; Arslan, I.; Zhang, J.-G.; Wang, C.-M.; Evans, J. E.; Browning, N. D. Nano Lett. 2014, 14, 1293 10.1021/nl404271k
22. Unocic, R. R.; Sun, X.-G.; Sacci, R. L.; Adamczyk, L. A.; Alsem, D. H.; Dai, S.; Dudney, N. J.; More, K. L. Microsc. Microanal. 2014, 20, 1029 10.1017/S1431927614012744
23. Sacci, R. L.; Dudney, N. J.; More, K. L.; Parent, L. R.; Arslan, I.; Browning, N. D.; Unocic, R. R. Chem. Commun. 2014, 50, 2104 10.1039/c3cc49029g
24. Gu, L.; Zhu, C. B.; Li, H.; Yu, Y.; Li, C. L.; Tsukimoto, S.; Maier, J.; Ikuhara, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4661 10.1021/ja109412x
25. Niu, J.; Kushima, A.; Qian, X.; Qi, L.; Xiang, K.; Chiang, Y.-M.; Li, J. Nano Lett. 2014, 14, 4005 10.1021/nl501415b
26. Zeng, Z. Y.; Liang, W. I.; Liao, H. G.; Xin, H. L. L.; Chu, Y. H.; Zheng, H. M. Nano Lett. 2014, 14, 1745 10.1021/nl403922u
27. Zeng, Z.; Liang, W.-I.; Chu, Y. H.; Zheng, H. Faraday Discuss. 2014, 176, 95 10.1039/C4FD00145A
28. Gammer, C.; Burak Ozdol, V.; Liebscher, C. H.; Minor, A. M. Ultramicroscopy 2015, 155, 1 10.1016/j.ultramic.2015.03.015
29. Xiao, J.; Wang, X.; Yang, X.-Q.; Xun, S.; Liu, G.; Koech, P. K.; Liu, J.; Lemmon, J. P. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2840 10.1002/adfm.201002752
30. Wang, H.; Xu, Z.; Li, Z.; Cui, K.; Ding, J.; Kohandehghan, A.; Tan, X.; Zahiri, B.; Olsen, B. C.; Holt, C. M. B.; Mitlin, D. Nano Lett. 2014, 14, 1987 10.1021/nl500011d
31. Peng, C.; Chen, B.; Qin, Y.; Yang, S.; Li, C.; Zuo, Y.; Liu, S.; Yang, J. ACS Nano 2012, 6, 1074 10.1021/nn202888d
32. Ding, J.; Li, Z.; Wang, H.; Cui, K.; Kohandehghan, A.; Tan, X.; Karpuzov, D.; Mitlin, D. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7100 10.1039/C5TA00399G
33. Wang, L.; Xu, Z.; Wang, W.; Bai, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6693 10.1021/ja501686w
34. Whangbo, M. H.; Canadell, E. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 9587 10.1021/ja00050a044
35. Imanishi, N.; Toyoda, M.; Takeda, Y.; Yamamoto, O. Solid State Ionics 1992, 58, 333 10.1016/0167-2738(92)90137-E
36. Christensen, J.; Newman, J. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A1977 10.1149/1.1804812
37. Aurbach, D.; Einely, Y.; Zaban, A. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, L1 10.1149/1.2054718
38. Bar-Tow, D.; Peled, E.; Burstein, L. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 824 10.1149/1.1391688
39. Xu, K. Chem. Rev. 2004, 104, 4303 10.1021/cr030203g
40. Peled, E. J. Electrochem. Soc. 1979, 126, 2047 10.1149/1.2128859
41. Tao, R.; Todorovic, R.; Liu, J.; Meyer, R. J.; Arnold, A.; Walkosz, W.; Zapol, P.; Romanenko, A.; Cooley, L. D.; Klie, R. F. J. Appl. Phys. 2011, 110, 124313 10.1063/1.3665193