PEDOT Encapsulated FeOF Nanorod Cathodes for High Energy Lithium-Ion Batteries

Nano Letters

Volumn 15, Issue 11, 2015, Pages 7650-7656

  Fan, Xiulin ^a   Luo, Chao ^a   Lamb, Julia ^a   Zhu, Yujie ^a   Xu, Kang ^b   Wang, Chunsheng ^a  

^a UNIVERSITY OF MARYLAND   (United States)

^b U S ARMY RESEARCH LABORATORY   (United States)

Author keywords

Cathode material; conversion reaction; FeOF; PEDOT

Indexed keywords

CATHODES; DECAY (ORGANIC); ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; ELECTRONIC DOCUMENT EXCHANGE; ENERGY EFFICIENCY; IONS; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; NANORODS; REACTION KINETICS; SECONDARY BATTERIES;

CATH-ODE MATERIALS; CONVERSION REACTIONS; CYCLING STABILITY; FAST ELECTRONICS; FEOF; ORDERS OF MAGNITUDE; PARTIAL SUBSTITUTION; PEDOT;

LITHIUM-ION BATTERIES;

EID: 84946920651     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b03601     Document Type: Article

References (50)

1. Whittingham, M. S. Chem. Rev. 2014, 114, 11414-11443 10.1021/cr5003003
2. Ma, R.; Dong, Y.; Xi, L.; Yang, S.; Lu, Z.; Chung, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 892-897 10.1021/am302558w
3. Goodenough, J. B.; Kim, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 587-603 10.1021/cm901452z
4. Andre, D.; Kim, S.-J.; Lamp, P.; Lux, S. F.; Maglia, F.; Paschos, O.; Stiaszny, B. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 6709-6732 10.1039/C5TA00361J
5. Xu, B.; Qian, D.; Wang, Z.; Meng, Y. S. Mater. Sci. Eng., R 2012, 73, 51-65 10.1016/j.mser.2012.05.003
6. Etacheri, V.; Marom, R.; Elazari, R.; Salitra, G.; Aurbach, D. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3243-3262 10.1039/c1ee01598b
7. Reddy, M. A.; Breitung, B.; Chakravadhanula, V. S. K.; Wall, C.; Engel, M.; Kübel, C.; Powell, A. K.; Hahn, H.; Fichtner, M. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 308-313 10.1002/aenm.201200788
8. Amatucci, G. G.; Pereira, N. J. Fluorine Chem. 2007, 128, 243-262 10.1016/j.jfluchem.2006.11.016
9. Liu, P.; Vajo, J. J.; Wang, J. S.; Li, W.; Liu, J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6467-6473 10.1021/jp211927g
10. Gu, W.; Magasinski, A.; Zdyrko, B.; Yushin, G. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 10.1002/aenm.201401148.
11. Li, C.; Mu, X.; van Aken, P. A.; Maier, J. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 113-119 10.1002/aenm.201200209
12. Li, H.; Richter, G.; Maier, J. Adv. Mater. 2003, 15, 736-739 10.1002/adma.200304574
13. Liu, J.; Wen, Y.; Wang, Y.; van Aken, P. A.; Maier, J.; Yu, Y. Adv. Mater. 2014, 26, 6025-6030 10.1002/adma.201401496
14. Evans, T.; Piper, D. M.; Kim, S. C.; Han, S. S.; Bhat, V.; Oh, K. H.; Lee, S.-H. Adv. Mater. 2014, 26, 7386-7392 10.1002/adma.201402103
15. Son, S.-B.; Yersak, T. A.; Piper, D. M.; Kim, S. C.; Kang, C. S.; Cho, J. S.; Suh, S.-S.; Kim, Y.-U.; Oh, K. H.; Lee, S.-H. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 10.1002/aenm.201300961.
16. Zhang, D.; Wang, X. L.; Mai, Y. J.; Xia, X. H.; Gu, C. D.; Tu, J. P. J. Appl. Electrochem. 2012, 42, 263-269 10.1007/s10800-012-0393-5
17. Zhang, S. S. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7689-7694 10.1039/C5TA00623F
18. Rui, X.; Tan, H.; Yan, Q. Nanoscale 2014, 6, 9889-9924 10.1039/C4NR03057E
19. Li, H.; Balaya, P.; Maier, J. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A1878-A1885 10.1149/1.1801451
20. Arai, H.; Okada, S.; Sakurai, Y.; Yamaki, J.-i. J. Power Sources 1997, 68, 716-719 10.1016/S0378-7753(96)02580-3
21. Wang, F.; Robert, R.; Chernova, N. A.; Pereira, N.; Omenya, F.; Badway, F.; Hua, X.; Ruotolo, M.; Zhang, R.; Wu, L.; Volkov, V.; Su, D.; Key, B.; Whittingham, M. S.; Grey, C. P.; Amatucci, G. G.; Zhu, Y.; Graetz, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18828-18836 10.1021/ja206268a
22. Doe, R. E.; Persson, K. A.; Meng, Y. S.; Ceder, G. Chem. Mater. 2008, 20, 5274-5283 10.1021/cm801105p
23. Ko, J. K.; Wiaderek, K. M.; Pereira, N.; Kinnibrugh, T. L.; Kim, J. R.; Chupas, P. J.; Chapman, K. W.; Amatucci, G. G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 10858-10869 10.1021/am500538b
24. Pereira, N.; Badway, F.; Wartelsky, M.; Gunn, S.; Amatucci, G. G. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A407-A416 10.1149/1.3106132
25. Cosandey, F.; Su, D.; Sina, M.; Pereira, N.; Amatucci, G. G. Micron 2012, 43, 22-29 10.1016/j.micron.2011.05.009
26. Wiaderek, K. M.; Borkiewicz, O. J.; Pereira, N.; Ilavsky, J.; Amatucci, G. G.; Chupas, P. J.; Chapman, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6211-6214 10.1021/ja501854y
27. Chevrier, V. L.; Hautier, G.; Ong, S. P.; Doe, R. E.; Ceder, G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013, 87, 094118 10.1103/PhysRevB.87.094118
28. Sina, M.; Nam, K. W.; Su, D.; Pereira, N.; Yang, X. Q.; Amatucci, G. G.; Cosandey, F. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11629-11640 10.1039/c3ta12109g
29. Gocheva, I. D.; Tanaka, I.; Doi, T.; Okada, S.; Yamaki, J.-i. Electrochem. Commun. 2009, 11, 1583-1585 10.1016/j.elecom.2009.06.001
30. Zhou, Y.-N.; Sina, M.; Pereira, N.; Yu, X.; Amatucci, G. G.; Yang, X.-Q.; Cosandey, F.; Nam, K.-W. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 696-703 10.1002/adfm.201403241
31. Zhu, J.; Deng, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 3079-3083 10.1002/anie.201410572
32. Kitajou, A.; Komatsu, H.; Nagano, R.; Okada, S. J. Power Sources 2013, 243, 494-498 10.1016/j.jpowsour.2013.06.053
33. Wiaderek, K. M.; Borkiewicz, O. J.; Castillo-Martínez, E.; Robert, R.; Pereira, N.; Amatucci, G. G.; Grey, C. P.; Chupas, P. J.; Chapman, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4070-4078 10.1021/ja400229v
34. Sina, M.; Thorpe, R.; Rangan, S.; Pereira, N.; Bartynski, R. A.; Amatucci, G. G.; Cosandey, F. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 9762-9773 10.1021/acs.jpcc.5b02058
35. Yersak, T. A.; Macpherson, H. A.; Kim, S. C.; Le, V.-D.; Kang, C. S.; Son, S.-B.; Kim, Y.-H.; Trevey, J. E.; Oh, K. H.; Stoldt, C.; Lee, S.-H. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 120-127 10.1002/aenm.201200267
36. Takada, K.; Kitami, Y.; Inada, T.; Kajiyama, A.; Kouguchi, M.; Kondo, S.; Watanabe, M.; Tabuchi, M. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, A1085-A1090 10.1149/1.1401078
37. Sakamoto, S.; Okumura, M.; Zhao, Z.; Furukawa, Y. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 395-398 10.1016/j.cplett.2005.07.040
38. Kim, J.; Yoo, J.-K.; Jung, Y. S.; Kang, K. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1004-1007 10.1002/aenm.201300205
39. Zeng, Y.; Han, Y.; Zhao, Y.; Zeng, Y.; Yu, M.; Liu, Y.; Tang, H.; Tong, Y.; Lu, X. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 10.1002/aenm.201402176.
40. Ma, D.-l.; Cao, Z.-y.; Wang, H.-g.; Huang, X.-l.; Wang, L.-m.; Zhang, X.-b. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8538-8542 10.1039/c2ee22568a
41. Zhao, L.; Hu, Y.-S.; Li, H.; Wang, Z.; Chen, L. Adv. Mater. 2011, 23, 1385-1388 10.1002/adma.201003294
42. Guo, L.; Zhang, Y.; Wang, J.; Ma, L.; Ma, S.; Zhang, Y.; Wang, E.; Bi, Y.; Wang, D.; McKee, W. C.; Xu, Y.; Chen, J.; Zhang, Q.; Nan, C.; Gu, L.; Bruce, P. G.; Peng, Z. Nat. Commun. 2015, 6, 10.1038/ncomms8898.
43. Lepage, D.; Michot, C.; Liang, G.; Gauthier, M.; Schougaard, S. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6884-6887 10.1002/anie.201101661
44. Furukawa, Y. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15644-15653 10.1021/jp960608n
45. Ma, R.; Wang, M.; Tao, P.; Wang, Y.; Cao, C.; Shan, G.; Yang, S.; Xi, L.; Chung, J. C. Y.; Lu, Z. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 15060-15067 10.1039/c3ta13086j
46. Armstrong, M. J.; Panneerselvam, A.; ORegan, C.; Morris, M. A.; Holmes, J. D. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 10667-10676 10.1039/c3ta12436c
47. Cabana, J.; Monconduit, L.; Larcher, D.; Palacín, M. R. Adv. Mater. 2010, 22, E170-E192 10.1002/adma.201000717
48. Li, L.; Meng, F.; Jin, S. Nano Lett. 2012, 12, 6030-6037 10.1021/nl303630p
49. Hua, X.; Robert, R.; Du, L.-S.; Wiaderek, K. M.; Leskes, M.; Chapman, K. W.; Chupas, P. J.; Grey, C. P. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 15169-15184 10.1021/jp503902z
50. Wang, F.; Kim, S.-W.; Seo, D.-H.; Kang, K.; Wang, L.; Su, D.; Vajo, J. J.; Wang, J.; Graetz, J. Nat. Commun. 2015, 6, 10.1038/ncomms7668.