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SiO2/TiO2 Composite Film for High Capacity and Excellent Cycling Stability in Lithium‐Ion Battery Anodes
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2017-09-08 , DOI: 10.1002/adfm.201703538 Gibaek Lee 1 , Sudeok Kim 1 , Sunkyu Kim 1 , Jinsub Choi 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2017-09-08 , DOI: 10.1002/adfm.201703538 Gibaek Lee 1 , Sudeok Kim 1 , Sunkyu Kim 1 , Jinsub Choi 1
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In this study, partially crystalline anodic TiO2 with SiO2 well‐distributed througout the entire oxide film is prepared using plasma electrolytic oxidation (PEO) to obtain a high‐capacity anode with an excellent cycling stability for Li‐ion batteries. The micropore sizes in the anodic film become inhomogeneous as the SiO2 content is increased from 0% to 25%. The X‐ray diffraction peaks show that the formed oxide contains the anatase and rutile phases of TiO2. In addition, X‐ray photoelectron spectroscopy and energy‐dispersive X‐ray analyses confirm that TiO2 contains amorphous SiO2. Anodic oxides of the SiO2/TiO2 composite prepared by PEO in 0.2 m H2SO4 and 0.4 m Na2SiO3 electrolyte deliver the best performance in Li‐ion batteries, exhibiting a capacity of 240 µAh cm−2 at a fairly high current density of 500 µA cm–2. The composite film shows the typical Li–TiO2 and Li–SiO2 redox peaks in the cyclic voltammogram and a corresponding plateau in the galvanostatic charge/discharge curves. The as‐prepared SiO2/TiO2 composite anode shows at least twice the capacity of other types of binder‐free TiO2 and TiO2 composites and very stable cycling stability for more than 250 cycles despite the severe mechanical stress.
中文翻译：
锂离子电池阳极中具有高容量和出色循环稳定性的SiO2 / TiO2复合膜
在这项研究中，使用等离子电解氧化（PEO）制备了整个SiO膜中分布均匀的SiO 2的部分结晶的阳极TiO 2，以获得了对锂离子电池具有出色循环稳定性的高容量阳极。随着SiO 2含量从0％增加到25％，阳极膜中的微孔尺寸变得不均匀。X射线衍射峰表明形成的氧化物包含TiO 2的锐钛矿相和金红石相。此外，X射线光电子能谱和能量色散X射线分析证实TiO 2包含无定形SiO 2。SiO 2 / TiO 2的阳极氧化物由PEO在0.2 m H 2 SO 4和0.4 m Na 2 SiO 3电解质中制备的复合材料在锂离子电池中表现出最佳性能，在500 µA cm –2的相当高的电流密度下，显示的容量为240 µAh cm -2。。复合膜在循环伏安图中显示出典型的Li-TiO 2和Li-SiO 2氧化还原峰，在恒电流充/放电曲线中显示出相应的平稳期。制备的SiO 2 / TiO 2复合阳极的容量至少是其他类型的无粘结剂TiO 2和TiO的两倍2种复合材料，尽管存在严重的机械应力，但在超过250个循环中仍具有非常稳定的循环稳定性。
更新日期：2017-09-08
中文翻译：
锂离子电池阳极中具有高容量和出色循环稳定性的SiO2 / TiO2复合膜
在这项研究中，使用等离子电解氧化（PEO）制备了整个SiO膜中分布均匀的SiO 2的部分结晶的阳极TiO 2，以获得了对锂离子电池具有出色循环稳定性的高容量阳极。随着SiO 2含量从0％增加到25％，阳极膜中的微孔尺寸变得不均匀。X射线衍射峰表明形成的氧化物包含TiO 2的锐钛矿相和金红石相。此外，X射线光电子能谱和能量色散X射线分析证实TiO 2包含无定形SiO 2。SiO 2 / TiO 2的阳极氧化物由PEO在0.2 m H 2 SO 4和0.4 m Na 2 SiO 3电解质中制备的复合材料在锂离子电池中表现出最佳性能，在500 µA cm –2的相当高的电流密度下，显示的容量为240 µAh cm -2。。复合膜在循环伏安图中显示出典型的Li-TiO 2和Li-SiO 2氧化还原峰，在恒电流充/放电曲线中显示出相应的平稳期。制备的SiO 2 / TiO 2复合阳极的容量至少是其他类型的无粘结剂TiO 2和TiO的两倍2种复合材料，尽管存在严重的机械应力，但在超过250个循环中仍具有非常稳定的循环稳定性。
京公网安备 11010802027423号