Amorphous Phosphorus/Nitrogen-Doped Graphene Paper for Ultrastable Sodium-Ion Batteries

Nano Letters

Volumn 16, Issue 3, 2016, Pages 2054-2060

  Zhang, Chao ^a   Wang, Xi ^a,b   Liang, Qifeng ^c   Liu, Xizheng ^d   Weng, Qunhong ^a   Liu, Jiangwei ^a   Yang, Yijun ^b   Dai, Zhonghua ^a   Ding, Kejian ^b   Bando, Yoshio ^a   Tang, Jie ^a   Golberg, Dmitri ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^b BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY   (China)

^c SHAOXING UNIVERSITY   (China)

^d TIANJIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

amorphous phosphorus; anode; in situ TEM; phase transformation; sodium ion battery

Indexed keywords

ANODES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DOPING (ADDITIVES); ELECTRIC BATTERIES; ELECTRODES; GRAPHENE; IONS; LITHIUM COMPOUNDS; METAL IONS; PHASE TRANSITIONS; PHOSPHORUS;

HIGH-RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPES; IN-SITU EXPERIMENTS; IN-SITU TEM; INNOVATIVE METHODOLOGIES; NITROGEN DOPED GRAPHENE; SODIUM ION BATTERIES; STRUCTURAL DEGRADATION; THEORETICAL CAPACITY;

SECONDARY BATTERIES;

EID: 84960511036     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00057     Document Type: Article

References (43)

1. Ren, W.; Cheng, H.- M. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 726-730 10.1038/nnano.2014.229
2. Yang, Z. G.; Zhang, J. L.; Kintner-Meyer, M. C. W.; Lu, X. C.; Choi, D. W.; Lemmon, J. P.; Liu, J. Chem. Rev. 2011, 111, 3577-3613 10.1021/cr100290v
3. Liu, N.; Lu, Z.; Zhao, J.; McDowell, M. T.; Lee, H.-W.; Cui, Y.; Zhao, W. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 187-192 10.1038/nnano.2014.6
4. Wen, Y.; He, K.; Zhu, Y.; Han, F.; Xu, Y.; Matsuda, I.; Ishii, Y.; Cumings, J.; Wang, C. Nat. Commun. 2014, 5, 4033 10.1038/ncomms5033
5. Shen, W.; Wang, C.; Xu, Q.; Liu, H.; Wang, Y. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1400982 10.1002/aenm.201400982
6. Wang, L.; Xu, Z.; Wang, W.; Bai, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6693-6697 10.1021/ja501686w
7. Wu, R.; Qian, X.; Zhou, K.; Wei, J.; Lou, J.; Ajayan, P. M. ACS Nano 2014, 8, 6297-6303 10.1021/nn501783n
8. Yao, J.; Liu, B.; Ozden, S.; Wu, J.; Yang, S.; Rodrigues, M.-T. F.; Kalaga, K.; Dong, P.; Xiao, P.; Zhang, Y.; Vajtai, R.; Ajayan, P. M. Electrochim. Acta 2015, 176, 103-111 10.1016/j.electacta.2015.06.138
9. Ni, J. F.; Zhao, Y.; Liu, T. T.; Zheng, H. H.; Gao, L. J.; Yan, C. L.; Li, L. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400798 10.1002/aenm.201400798
10. Sun, J.; Lee, H.-W.; Pasta, M.; Yuan, H.; Zheng, G.; Sun, Y.; Li, Y.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 980-985 10.1038/nnano.2015.194
11. Kundu, D.; Talaie, E.; Duffort, V.; Nazar, L. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 3431-3448 10.1002/anie.201410376
12. Barpanda, P.; Oyama, G.; Nishimura, S.-I.; Chung, S.-C.; Yamada, A. Nat. Commun. 2014, 5, 4358 10.1038/ncomms5358
13. Ong, S. P.; Chevrier, V. L.; Hautier, G.; Jain, A.; Moore, C.; Kim, S.; Ma, X. H.; Ceder, G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3680-3688 10.1039/c1ee01782a
14. Palomares, P.; Serras, P.; Villaluenga, I.; Hueso, K. B.; Carretero-Gonzalez, J.; Rojo, T. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5884-5901 10.1039/c2ee02781j
15. Zhu, C.; Mu, X.; van Aken, P. A.; Yu, Y.; Maier, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 2152-2156 10.1002/anie.201308354
16. Yu, H.; Ren, Y.; Xiao, D.; Guo, S.; Zhu, Y.; Qian, Y.; Gu, L.; Zhou, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 8963-8969 10.1002/anie.201404549
17. Berthelot, R.; Carlier, D.; Delmas, C. Nat. Mater. 2011, 10, 74-80 10.1038/nmat2920
18. Qian, J. F.; Zhou, M.; Cao, Y. L.; Ai, X. P.; Yang, H. X. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 410-414 10.1002/aenm.201100655
19. Wang, L.; Lu, Y.; Liu, J.; Xu, M.; Cheng, J.; Zhang, D.; Goodenough, J. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1964-1967 10.1002/anie.201206854
20. Komaba, S.; Murata, W.; Ishikawa, T.; Yabuuchi, N.; Ozeki, T.; Nakayama, T.; Ogata, A.; Gotoh, K.; Fujiwara, K. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3859-3867 10.1002/adfm.201100854
21. Tang, K.; Fu, L. J.; White, R. J.; Yu, L. H.; Titirici, M.-M.; Antonietti, M.; Maier, J. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 873-877 10.1002/aenm.201100691
22. Cao, Y. L.; Xiao, L. F.; Sushko, M. L.; Wang, W.; Schwenzer, B.; Xiao, J.; Nie, Z. M.; Saraf, L. V.; Yang, Z. G.; Liu, J. Nano Lett. 2012, 12, 3783-3787 10.1021/nl3016957
23. Wang, Y. X.; Chou, S. L.; Liu, H. K.; Dou, S. X. Carbon 2013, 57, 202-208 10.1016/j.carbon.2013.01.064
24. Xu, Y.; Zhu, Y.; Liu, Y.; Wang, C. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 128-133 10.1002/aenm.201200346
25. Qian, J. F.; Chen, Y.; Wu, L.; Cao, Y. L.; Ai, X. P.; Yang, H. X. Chem. Commun. 2012, 48, 7070-7072 10.1039/c2cc32730a
26. Qian, J. F.; Wu, X. Y.; Cao, Y. L.; Ai, X. P.; Yang, H. X. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4633-4636 10.1002/anie.201209689
27. Kim, Y.; Park, Y.; Choi, A.; Choi, N. S.; Kim, J.; Lee, J.; Ryu, J. H.; Oh, S. M.; Lee, K. T. Adv. Mater. 2013, 25, 3045-3049 10.1002/adma.201204877
28. Li, W.-J.; Chou, S.-L.; Wang, J.-Z.; Liu, H.-K.; Dou, S.-X. Nano Lett. 2013, 13, 5480-5484 10.1021/nl403053v
29. Luo, F.; Liu, B.; Zheng, J.; Chu, G.; Zhong, K.; Li, H.; Huang, X.; Chen, L. J. Electrochem. Soc. 2015, 162, A2509-A2528 10.1149/2.0131514jes
30. Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman; Jonathan, N. C. Science 2013, 340, 1226419 10.1126/science.1226419
31. Huang, Y.; Hu, Y.; Huang, Y.; Zhu, M.; Meng, W.; Liu, C.; Pei, Z.; Hao, C.; Wang, Z.; Zhi, C. ACS Nano 2015, 9, 4766-4775 10.1021/acsnano.5b00860
32. Pauling, L. In General Chemistry; Pauling, L., Ed.; Pan American: Los Angeles, CA, 1988; p 211-215.
33. Roth, W. L.; DeWitt, T. W.; Smith, A. J. J. Am. Chem. Soc. 1947, 69, 2881-2885 10.1021/ja01203a072
34. Wang, X.; Cao, X.; Bourgeois, L.; Guan, H.; Chen, S.; Zhong, Y.; Tang, D.-M.; Li, H.; Zhai, T.; Li, L.; Bando, Y.; Golberg, D. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2682-2690 10.1002/adfm.201103110
35. Wang, X.; Weng, Q.; Liu, X.; Wang, X.; Tang, D.-M.; Tian, W.; Zhang, C.; Yi, W.; Liu, D.; Bando, Y.; Golberg, D. Nano Lett. 2014, 14, 1164-1171 10.1021/nl4038592
36. Wang, X.; Tian, W.; Liu, D.; Zhi, C.; Bando, Y.; Golberg, D. Nano Energy 2013, 2, 257-267 10.1016/j.nanoen.2012.09.004
37. Jiao, Y.; Zheng, Y.; Jaroniec, M.; Qiao, S. Z. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4394-4403 10.1021/ja500432h
38. Niu, F.; Tao, L.-M.; Deng, Y.-C.; Wang, Q.-H.; Song, W.-G. New J. Chem. 2014, 38, 2269-2272 10.1039/c4nj00162a
39. Zhang, C.; Mahmood, N.; Yin, H.; Liu, F.; Hou, Y. Adv. Mater. 2013, 25, 4932-4937 10.1002/adma.201301870
40. Zhang, X.; Lu, Z.; Fu, Z.; Tang, Y.; Ma, D.; Yang, Z. Power Sources 2014, 276, 222-229 10.1016/j.jpowsour.2014.11.105
41. Sun, J.; Zheng, G.; Lee, H.-W.; Liu, N.; Wang, H.; Yao, H.; Yang, W.; Cui, Y. Nano Lett. 2014, 14, 4573-4580 10.1021/nl501617j
42. Claeyssens, F.; Hart, J. N.; Allan, N. L.; Oliva, J. M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 79, 134115 10.1103/PhysRevB.79.134115
43. Wang, X.; Tang, D.-M.; Li, H.; Yi, W.; Zhai, T.; Bando, Y.; Golberg, D. Chem. Commun. 2012, 48, 4812-4814 10.1039/c2cc30643c