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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».