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Enregistrement W4386866935 · doi:10.1149/ma2023-012465mtgabs

Combinatorial Screening of Nb<sub>1-x-Y</sub>Ti<sub>x</sub>W<sub>y</sub>O<sub>z</sub> Materials for Li-Ion Battery Anodes

2023· article· en· W4386866935 sur OpenAlexaff
J. Michael Sieffert, Christopher M. Lang, Sarish Rehman, Eric McCalla

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSemiconductor materials and devices
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAnodeMaterials scienceBattery (electricity)NanotechnologyPhysical chemistryElectrodePower (physics)ChemistryThermodynamicsPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

While much attention in recent years has been given to high performance Li-ion batteries for electrical vehicles, other applications require properties that demand a different set of material considerations such as long lifetimes and extremely high safety and reliability. Anodes for such batteries must be carefully selected to properly achieve these goals. The most commonly industrially utilized anode material, graphite, is not ideal for such applications due to particle fracture and Li dendrite growth at high rates. The current state of the art for high power anode materials is Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) where energy density is sacrificed (theoretical capacity of about 170 mAh/g) in order to operate at potentials where the electrolytes are highly stable. Nb-based oxides have been of interest recently in this regard, with materials such as Nb 2 TiO 7 being considered as industrially relevant for applications where LTO currently dominates. To date in the literature, only 3 compositions have been considered.[1-2] Herein, a wide array of Nb based materials are explored for use as anodes by way of high-throughput experimentation. Over 128 different compositions in the Nb-Ti-W-O pseudoternary space are prepared and characterized with both X-ray diffraction and cyclic voltammetry. Of note, this system features a number of promising solid-solutions that extend well into the ternary system. These compositions derive from crystal structures that are found on both the Nb 2 O 5 -WO 3 and Nb 2 O 5 -TiO 2 pseudobinaries, but wide substitutions of the third metal are found to be feasible. This dramatically increases the candidate list for potential anodes. Importantly, the electrochemical performance varies dramatically across the solid solutions. Some ternary compositions feature high discharge capacities of up to 300 mAh/g and high reversibility with 98% capacity retention after 10 cycles. It should be noted that the pseudobinaries have been previously studied in our group with a far lower capacity retention than those found here for some pseudoternary compositions. The rate performance is also found to be outstanding. The improved specific capacity at a comparable potential as LTO makes Nb-W-Ti-O materials highly promising for applications where high rates and safety are paramount. Results presented here will guide further exploration of the rich chemistry available for Nb-based anodes. References: K. J. Griffith, K. M. Wiaderek, G. Cibin, L. E. Marbella and C. P. Grey, Nature , 559 , 556–563 (2018) H. Ding, Z. Song, H. Zhang and X. Li, Mater. Today Nano , 11 , 100082 (2020).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesMéta-épidémiologie (sens strict)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,210 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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