Au-Decorated Cracked Carbon Tube Arrays as Binder-Free Catalytic Cathode Enabling Guided Li2O2 Inner Growth for High-Performance Li-O2 Batteries

Advanced Functional Materials

Volumn 26, Issue 42, 2016, Pages 7725-7732

  Tu, Fangfang ^a,b   Hu, Junping ^b   Xie, Jian ^a,c   Cao, Gaoshao ^c   Zhang, Shichao ^d   Yang, Shengyuan A ^b   Zhao, Xinbing ^a,c   Yang, Hui Ying ^b  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

^b SINGAPORE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND DESIGN   (Singapore)

^c KEY LABORATORY OF ADVANCED MATERIALS AND APPLICATIONS FOR BATTERIES OF ZHEJIANG PROVINCE   (China)

^d BEIHANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

carbon submicron tube arrays; gold nanoparticles; guided inner growth; Li O2 batteries

Indexed keywords

CARBON; CATHODES; CRACKS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC DISCHARGES; GOLD NANOPARTICLES; LITHIUM-AIR BATTERIES; NANOPARTICLES;

CONFORMAL GROWTH; EFFECTIVE MECHANISMS; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; HIGH CURRENT DENSITIES; HIGH ENERGY DENSITIES; LIMITED CAPACITY; RATE CAPABILITIES; SUBMICRON;

LITHIUM COMPOUNDS;

EID: 84994381475     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201603088     Document Type: Article

References (55)

1. F. T. Wagner, B. Lakshmanan, M. F. Mathias, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2204.
2. J. B. Goodenough, Y. Kim, Chem. Mater. 2010, 22, 587.
3. V. Etacheri, R. Marom, R. Elazari, G. Salitra, D. Aurbach, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3243.
4. K. M. Abraham, Z. Jiang, J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1.
5. T. Ogasawara, A. Débart, M. Holzapfel, P. Novák, P. G. Bruce, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1390.
6. G. Girishkumar, B. McCloskey, A. C. Luntz, S. Swanson, W. Wilcke, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193.
7. Z. Q. Peng, S. A. Freunberger, Y. H. Chen, P. G. Bruce, Science 2012, 337, 563.
8. P. G. Bruce, S. A. Freunberger, L. J. Hardwick, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2012, 11, 19.
9. M. Park, H. Sun, H. Lee, J. Lee, J. Cho, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 780.
10. R. Black, B. Adams, L. F. Nazar, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 801.
11. K. G. Gallagher, S. Goebel, T. Greszler, M. Mathias, W. Oelerich, D. Eroglu, V. Srinivasan, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1555.
12. N. Imanishi, O. Yamamoto, Mater. Today 2014, 17, 24.
13. A. Manthiram, L. J. Li, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1401302.
14. Z. Y. Wen, C. Shen, Y. Lu, ChemPlusChem 2015, 80, 270.
15. O. Gerbig, R. Merkle, J. Maier, Adv. Mater. 2013, 25, 3129.
16. Y. Y. Shao, F. Ding, J. Xiao, J. Zhang, W. Xu, S. Park, J. G. Zhang, Y. Wang, J. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 987.
17. D. G. Kwabi, N. Ortiz Vitoriano, S. A. Freunberger, Y. Chen, N. Imanishi, P. G. Bruce, Y. Shao Horn, MRS Bull. 2014, 39, 443.
18. L. H. Ye, W. Q. Lv, J. Y. Cui, Y. C. Liang, P. Wu, X. N. Wang, H. He, S. J. Lin, W. Wang, J. H. Dickerson, W. D. He, ChemElectroChem 2015, 2, 312.
19. S. Lau, L. A. Archer, Nano Lett. 2015, 15, 5995.
20. M. D. Radin, C. W. Monroe, D. J. Siegel, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 3017.
21. J. W. Wang, Y. L. Zhang, L. M. Guo, E. K. Wang, Z. Q. Peng, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5201.
22. D. D. Xiao, S. M. Dong, J. Guan, L. Gu, S. M. Li, N. J. Zhao, C. Q. Shang, Z. Z. Yang, H. Zheng, C. Chen, R. J. Xiao, Y. S. Hu, H. Li, G. L. Cui, L. Q. Chen, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1400664.
23. Q. H. Cui, Y. L. Zhang, S. C. Ma, Z. Q. Peng, Sci. Bull. 2015, 60, 1227.
24. B. D. Adams, C. Radtke, R. Black, M. L. Trudeau, K. Zaghib, L. F. Nazar, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772.
25. M. D. Radin, C. W. Monroe, D. J. Siegel, Chem. Mater. 2015, 27, 839.
26. T. Liu, M. Leskes, W. J. Yu, A. J. Moore, L. Zhou, P. M. Bayley, G. Kim, C. P. Grey, Science 2015, 350, 530.
27. F. J. Li, S. C. Wu, D. Li, T. Zhang, P. He, A. Yamada, H. S. Zhou, Nat. Commun. 2015, 6, 7843.
28. J. Lu, Y. J. Lee, X. Y. Luo, K. C. Lau, M. Asadi, H. H. Wang, S. Brombosz, J. G. Wen, D. Y. Zhai, Z. H. Chen, D. J. Miller, Y. S. Jeong, J. B. Park, Z. Z. Fang, B. Kumar, A. Salehi Khojin, Y. K. Sun, L. A. Curtiss, K. Amine, Nature 2016, 529, 377.
29. R. R. Mitchell, B. M. Gallant, Y. Shao Horn, C. V. Thompson, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1060.
30. N. N. Feng, P. He, H. S. Zhou, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502303.
31. B. M. Gallant, D. G. Kwabi, R. R. Mitchell, J. G. Zhou, C. V. Thompson, Y. Shao Horn, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2518.
32. L. Johnson, C. M. Li, Z. Liu, Y. H. Chen, S. A. Freunberger, P. C. Ashok, B. B. Praveen, K. Dholakia, J. M. Tarascon, P. G. Bruce, Nat. Chem. 2014, 6, 1091.
33. N. B. Aetukuri, B. D. McCloskey, J. M. Garcia, L. E. Krupp, V. Viswanathan, A. C. Luntz, Nat. Chem. 2015, 7, 50.
34. F. Y. Cheng, J. Chen, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2172.
35. X. Huang, H. Yu, H. T. Tan, J. X. Zhu, W. Y. Zhang, C. Y. Wang, J. Zhang, Y. X. Wang, Y. B. Lv, Z. Zeng, D. Y. Liu, J. Ding, Q. C. Zhang, M. Srinivasan, P. M. Ajayan, H. H. Hng, Q. Y. Yan, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 6516.
36. Z. Ma, X. X. Yuan, L. Li, Z. F. Ma, D. P. Wilkinson, L. Zhang, J. J. Zhang, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2144.
37. Z. W. Chang, J. J. Xu, Q. C. Liu, L. Li, X. B. Zhang, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500633.
38. Y. S. Jeong, J. B. Park, H. G. Jung, J. Kim, X. Y. Luo, J. Lu, L. Curtiss, K. Amine, Y. K. Sun, B. Scrosati, Y. J. Lee, Nano Lett. 2015, 15, 4261.
39. C. Q. Shang, S. M. Dong, P. Hu, J. Guan, D. D. Xiao, X. Chen, L. X. Zhang, L. Gu, G. L. Cui, L. Q. Chen, Sci. Rep. 2015, 5, 8335.
40. R. Black, S. H. Oh, J. H. Lee, T. Yim, B. Adams, L. F. Nazar, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2902.
41. W. B. Luo, X. W. Gao, S. L. Chou, J. Z. Wang, H. K. Liu, Adv. Mater. 2015, 27, 6862.
42. K. R. Yoon, G. Y. Lee, J. W. Jung, N. H. Kim, S. O. Kim, I. D. Kim, Nano Lett. 2016, 16, 2076.
43. P. H. Yang, X. Xiao, Y. Z. Li, Y. Ding, P. F. Qiang, X. H. Tan, W. J. Mai, Z. Y. Lin, W. Z. Wu, T. Q. Li, H. Y. Jin, P. Y. Liu, J. Zhou, C. P. Wong, Z. L. Wang, ACS Nano 2013, 7, 2617.
44. X. N. Wen, W. Z. Wu, Y. Ding, Z. L. Wang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 9469.
45. A. Miranda, E. Malheiro, E. Skiba, P. Quaresma, P. A. Carvalho, P. Eaton, B. de Castro, J. A. Shelnutt, E. Pereira, Nanoscale 2010, 2, 2209.
46. A. Morelos Gómez, P. G. Mani González, A. E. Aliev, E. Muñoz Sandoval, A. Herrera Gómez, A. A. Zakhidov, H. Terrones, M. Endo, M. Terrones, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2612.
47. Z. R. Yue, K. R. Benak, J. W. Wang, C. L. Mangun, J. Economy, J. Mater. Chem. 2005, 15, 3142.
48. K. Nakamura, M. Fujitsuka, M. Kitajima, Phys. Rev. B 1990, 41, 12260.
49. Y. Z. Jin, C. Gao, W. K. Hsu, Y. Q. Zhu, A. Huczko, M. Bystrzejewski, M. Roe, C. Y. Lee, S. Acquah, H. Kroto, D. R. M. Walton, Carbon 2005, 43, 1944.
50. Y. C. Lu, Z. C. Xu, H. A. Gasteiger, S. Chen, K. Hamad Schifferli, Y. Shao Horn, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12170.
51. D. W. Su, S. X. Dou, G. X. Wang, NPG Asia Mater. 2015, 7, e155.
52. G. Y. Zhao, L. Zhang, Y. N. Niu, K. N. Sun, D. Rooney, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 4009.
53. J. J. Xu, Z. L. Wang, D. Xu, L. L. Zhang, X. B. Zhang, Nat. Commun. 2013, 4, 2438.
54. H. D. Lim, H. Song, H. Gwon, K. Y. Park, J. Kim, Y. Bae, H. Kim, S. K. Jung, T. Kim, Y. H. Kim, X. Lepró, R. Ovalle Robles, R. H. Baughman, K. Kang, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3570.
55. E. Yilmaz, C. Yogi, K. Yamanaka, T. Ohta, H. R. Byon, Nano Lett. 2013, 13, 4679.