Single-crystal TiNb2O7 materials via sustainable synthesis for fast-charging lithium-ion battery anodes
Notice bibliographique
Résumé
TiNb 2 O 7 (TNO) has emerged as a promising fast-charging anode for lithium-ion batteries (LIBs). However, research on TNO anode materials has been mostly restricted to synthesis of polycrystalline with limited associated mechanistic studies. Herein, we report a novel scalable aqueous synthesis method yielding sub-micron size single-crystal TNO particles following calcination that enables fast-charging anode fabrication. The sustainable co-precipitation process yields amorphous intermediate hydroxides which upon thermal conversion induced crystallization form single crystals. The obtained TNO monocrystalline anode material under 900 °C calcination (TNO-900C) delivers a high gravimetric capacity (279 mAh/g at 1st cycle) and a high volumetric capacity (351.7 mAh/cm 3 at the initial cycle) at 0.5C rate. Additionally, the TNO anode delivers a remarkable capacity of 223 mAh/g at 5C and a high retention of 81.4 % after 200 cycles. In addition, TNO-900C illustrates outstanding fast-charging performance with a reversible capacity of 200 mAh/g at 10C. The intercalation mechanism and diffusion behavior of the monocrystalline TNO anodes are elucidated by electrochemical kinetic analysis (GITT, CV, and EIS). The remarkable fast charging Li-ion storage performance can be attributed to a high Li + diffusion coefficient (1.37 × 10 −13 cm 2 /s), low polarization, and high structural stability. • Single-crystal TiNb 2 O 7 materials exhibiting remarkable fast-charging performance • Novel synthesis method featuring hydrolytic precipitation and calcination for sustainable production • High Li + diffusion kinetics and redox intercalation mechanism revealed by electrochemical characterization
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».