Nanostructured black phosphorus/Ketjenblack-multiwalled carbon nanotubes composite as high performance anode material for sodium-ion batteries

Nano Letters

Volumn 16, Issue 6, 2016, Pages 3955-3965

  Xu, Gui Liang ^a   Chen, Zonghai ^a   Zhong, Gui Ming ^b   Liu, Yuzi ^a   Yang, Yong ^b   Ma, Tianyuan ^a,c   Ren, Yang ^a   Zuo, Xiaobing ^a   Wu, Xue Hang ^b   Zhang, Xiaoyi ^a   Amine, Khalil ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b XIAMEN UNIVERSITY   (China)

^c UNIVERSITY OF ROCHESTER   (United States)

Author keywords

anode material; ball milling; black phosphorus; nanostructured; sodiation desodiation; Sodium ion batteries

Indexed keywords

ANODES; BALL MILLING; CARBON; CARBON NANOTUBES; ELECTRIC BATTERIES; ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY; ELECTRODES; IONS; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; LITHIUM-ION BATTERIES; MAGNETIC STORAGE; METAL IONS; MILLING (MACHINING); NANOTUBES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PHOSPHORUS; X RAY DIFFRACTION; X RAY SCATTERING; YARN;

ANODE MATERIAL; HIGH ENERGY X-RAY DIFFRACTION; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRONIC MICROSCOPY; HIGH-PERFORMANCE ANODE MATERIALS; INITIAL COULOMBIC EFFICIENCY; NANO-STRUCTURED; SODIATION/DESODIATION; SODIUM ION BATTERIES;

SECONDARY BATTERIES;

EID: 84974531771     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01777     Document Type: Article

References (36)

1. Bruce, P. G.; Scrosati, B.; Tarascon, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2930-2946 10.1002/anie.200702505
2. Yabuuchi, N.; Kubota, K.; Dahbi, M.; Komaba, S. Chem. Rev. 2014, 114, 11636-11682 10.1021/cr500192f
3. Xiang, X.; Zhang, K.; Chen, J. Adv. Mater. 2015, 27, 5343-5364 10.1002/adma.201501527
4. Kang, H.; Liu, Y.; Cao, K.; Zhao, Y.; Jiao, L.; Wang, Y.; Yuan, H. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17899-17913 10.1039/C5TA03181H
5. Kovalenko, I.; Zdyrko, B.; Magasinski, A.; Hertzberg, B.; Milicev, Z.; Burtovyy, R.; Luzinov, I.; Yushin, G. Science 2011, 334, 75-79 10.1126/science.1209150
6. Xu, Y.; Swaans, E.; Basak, S.; Zandbergen, H. W.; Borsa, D. M.; Mulder, F. M. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1501436 10.1002/aenm.201501436
7. Kang, H. Y.; Liu, Y. C.; Cao, K. Z.; Zhao, Y.; Jiao, L. F.; Wang, Y. J.; Yuan, H. T. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17899-17913 10.1039/C5TA03181H
8. Kim, Y.; Ha, K.-H.; Oh, S. M.; Lee, K. T. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 11980-11992 10.1002/chem.201402511
9. Qian, J.; Wu, X.; Cao, Y.; Ai, X.; Yang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4633-4636 10.1002/anie.201209689
10. 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
11. Li, W. J.; Chou, S. L.; Wang, J. Z.; Liu, H. K.; Dou, S. X. Nano Lett. 2013, 13, 5480-5484 10.1021/nl403053v
12. Song, J.; Yu, Z.; Gordin, M. L.; Hu, S.; Yi, R.; Tang, D.; Walter, T.; Regula, M.; Choi, D.; Li, X.; Manivannan, A.; Wang, D. Nano Lett. 2014, 14, 6329-6335 10.1021/nl502759z
13. Song, J. X.; Yu, Z. X.; Gordin, M. L.; Li, X. L.; Peng, H. S.; Wang, D. H. ACS Nano 2015, 9, 11933-11941 10.1021/acsnano.5b04474
14. Zhu, Y.; Wen, Y.; Fan, X.; Gao, T.; Han, F.; Luo, C.; Liou, S.-C.; Wang, C. ACS Nano 2015, 9, 3254-3264 10.1021/acsnano.5b00376
15. Sun, J.; Lee, H.-W.; Pasta, M.; Sun, Y.; Liu, W.; Li, Y.; Lee, H. R.; Liu, N.; Cui, Y. Energy Storage Mater. 2016, 4, 130-136 10.1016/j.ensm.2016.04.003
16. Zhang, C.; Wang, X.; Liang, Q.; Liu, X.; Weng, Q.; Liu, J.; Yang, Y.; Dai, Z.; Ding, K.; Bando, Y.; Tang, J.; Golberg, D. Nano Lett. 2016, 16, 2054-2060 10.1021/acs.nanolett.6b00057
17. Li, W.; Yang, Z.; Li, M.; Jiang, Y.; Wei, X.; Zhong, X.; Gu, L.; Yu, Y. Nano Lett. 2016, 16, 1546-1553 10.1021/acs.nanolett.5b03903
18. Hembram, K. P. S. S.; Jung, H.; Yeo, B. C.; Pai, S. J.; Kim, S.; Lee, K.-R.; Han, S. S. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 15041-15046 10.1021/acs.jpcc.5b05482
19. Hanlon, D.; Backes, C.; Doherty, E.; Cucinotta, C. S.; Berner, N. C.; Boland, C.; Lee, K.; Harvey, A.; Lynch, P.; Gholamvand, Z.; Zhang, S.; Wang, K.; Moynihan, G.; Pokle, A.; Ramasse, Q. M.; McEvoy, N.; Blau, W. J.; Wang, J.; Abellan, G.; Hauke, F.; Hirsch, A.; Sanvito, S.; O'Regan, D. D.; Duesberg, G. S.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nat. Commun. 2015, 6, 8563 10.1038/ncomms9563
20. Li, L.; Yu, Y.; Ye, G. J.; Ge, Q.; Ou, X.; Wu, H.; Feng, D.; Chen, X. H.; Zhang, Y. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 372-377 10.1038/nnano.2014.35
21. Buscema, M.; Groenendijk, D. J.; Steele, G. A.; van der Zant, H. S. J.; Castellanos-Gomez, A. Nat. Commun. 2014, 5, 4651 10.1038/ncomms5651
22. Park, C. M.; Sohn, H. J. Adv. Mater. 2007, 19, 2465-2468 10.1002/adma.200602592
23. Wang, L.; He, X.; Li, J.; Sun, W.; Gao, J.; Guo, J.; Jiang, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9034-9037 10.1002/anie.201204591
24. 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
25. Ramireddy, T.; Xing, T.; Rahman, M. M.; Chen, Y.; Dutercq, Q.; Gunzelmann, D.; Glushenkov, A. M. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 5572-5584 10.1039/C4TA06186A
26. Dahbi, M.; Yabuuchi, N.; Fukunishi, M.; Kubota, K.; Chihara, K.; Tokiwa, K.; Yu, X.-f.; Ushiyama, H.; Yamashita, K.; Son, J.-Y.; Cui, Y.-T.; Oji, H.; Komaba, S. Chem. Mater. 2016, 28, 1625-1635 10.1021/acs.chemmater.5b03524
27. Sun, J.; Lee, H. W.; Pasta, M.; Yuan, H. T.; Zheng, G. Y.; Sun, Y. M.; Li, Y. Z.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 980-985 10.1038/nnano.2015.194
28. Wu, X.; Guo, J.; Wang, D.; Zhong, G.; McDonald, M. J.; Yang, Y. J. Power Sources 2015, 281, 18-26 10.1016/j.jpowsour.2014.12.083
29. Xu, G. L.; Xu, Y. F.; Sun, H.; Fu, F.; Zheng, X. M.; Huang, L.; Li, J. T.; Yang, S. H.; Sun, S. G. Chem. Commun. 2012, 48, 8502-8504 10.1039/c2cc34218a
30. Bhide, A.; Hofmann, J.; Durr, A. K.; Janek, J.; Adelhelm, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 1987-1998 10.1039/C3CP53077A
31. 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
32. Han, M. H.; Gonzalo, E.; Singh, G.; Rojo, T. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 81-102 10.1039/C4EE03192J
33. Oh, S.-M.; Myung, S.-T.; Hwang, J.-Y.; Scrosati, B.; Amine, K.; Sun, Y.-K. Chem. Mater. 2014, 26, 6165-6171 10.1021/cm502481b
34. Xu, G. L.; Ma, T.; Sun, C. J.; Luo, C.; Cheng, L.; Ren, Y.; Heald, S. M.; Wang, C.; Curtiss, L.; Wen, J.; Miller, D. J.; Li, T.; Zuo, X.; Petkov, V.; Chen, Z.; Amine, K. Nano Lett. 2016, 16, 2663-2673 10.1021/acs.nanolett.6b00318
35. Zeng, X. Q.; Xu, G. L.; Li, Y.; Luo, X. Y.; Maglia, F.; Bauer, C.; Lux, S. F.; Paschos, O.; Kim, S. J.; Lamp, P.; Lu, J.; Amine, K.; Chen, Z. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 3446-3451 10.1021/acsami.5b11800
36. Mayo, M.; Griffith, K. J.; Pickard, C. J.; Morris, A. J. Chem. Mater. 2016, 28, 2011-2021 10.1021/acs.chemmater.5b04208