Publication detail

The Role of Self-Organized TiO2 Nanotube Thickness on the Electrochemical Performance of Anodes for Li-Ion Microbatteriess

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Energy Technology

Publisher name: Wiley-VCH

Place: Weinheim

Page from-to: 2400528

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Role tloušťky vrstev samoorganizovaných TiO2 nanotrubic na elektrochemický výkon anod pro Li-Ion mikrobaterie	Samoorganizované vrstvy nanotrubiček TiO2 (TNT) s různou tloušťkou jsou připraveny anodizací Ti fólií a následně charakterizovány rentgenovou difrakcí (XRD), rastrovací elektronovou mikroskopií (SEM), rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a elektrochemickými technikami pro použití jako potenciální anody pro Li-ion mikrobaterie. Elektrochemické chování elektrod o tloušťce 1 až 190 μm, které jsou vůbec nejtlustšími studovanými vrstvami jako elektroda, bylo hodnoceno pomocí cyklické voltametrie (CV) a chronopotenciometrie při různé kinetice. Nejvyšší plošná kapacita je získána pro vrstvy TNT 190 μm poskytující počáteční vybíjecí kapacitu ≈5,3 mAh cm2 při C/10. Při rychlejší kinetice představuje vrstva TNT o tloušťce ≈80 μm nejlepší elektrochemické chování tím, že nabízí 256 μAh cm2 při 5 C a dobrou stabilitu po 200 cyklů při C/5. Vliv rostoucí tloušťky na elektrochemický výkon při vysokých rychlostech lze přičíst neúplné reakci vrstev TNT s ionty Li a zvýšení tvorby mezifáze pevného elektrolytu. Je také ukázáno, že velmi tlustá elektroda není schopna udržet dlouhé a velmi rychlé cykly v důsledku mechanických deformací, ke kterým dochází během postupného vkládání/extrakce Li iontů.	Anody; skladování energie; Li-ion mikrobaterie; TiO2 nanotrubice
eng	The Role of Self-Organized TiO2 Nanotube Thickness on the Electrochemical Performance of Anodes for Li-Ion Microbatteriess	Self-organized TiO2 nanotube (TNT) layers with different thicknesses are prepared by anodization of Ti foils and then characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and electrochemical techniques to be used as potential anodes for Li-ion microbatteries. Electrochemical behaviors between 1 and 190 mu m thick electrodes, which are the thickest ever studied layers as electrode, have been evaluated by cyclic voltammetry (CV) and chronopotentiometry at various kinetics. The highest areal capacity is obtained for TNT layers of 190 mu m providing an initial discharge capacity of approximate to 5.3 mAh cm(-2) at C/10. At faster kinetics, the approximate to 80 mu m thick TNT layer reveals the best electrochemical behavior by offering 256 mu Ah cm(-2) at 5 C and a good stability for 200 cycles at C/5. The influence of the increasing thickness on the electrochemical performance at fast rates can be attributed to the uncomplete reaction of TNT layers with Li ions and the enhancement of the formation of a solid electrolyte interphase. It is also shown that a very thick electrode is not able to sustain long and very fast cycles due to the mechanical deformations occurring during the successive insertion/extraction of Li ions.	anodes; energy storage; Li-ion microbatteries; TiO2 nanotubes

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links