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doi:10.22028/D291-28897
Titel: | Understanding Interlayer Deprotonation of Hydrogen Titanium Oxide for High-Power Electrochemical Energy Storage |
VerfasserIn: | Fleischmann, Simon Pfeifer, Kristina Widmaier, Mathias Shim, Hwirim Budak, Öznil Presser, Volker |
Sprache: | Englisch |
Titel: | ACS applied energy materials |
Bandnummer: | 2 |
Heft: | 5 |
Startseite: | 3633 |
Endseite: | 3641 |
Verlag/Plattform: | ACS |
Erscheinungsjahr: | 2019 |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | Negative electrode materials that possess fast lithium insertion kinetics are in high demand for high power lithium-ion batteries and hybrid supercapacitor applications. In this work, hydrogen titanium oxides are synthesized by a proton exchange reaction with sodium titanium oxide, resulting in the H2Ti3O7 phase. We show that a gradual water release in four steps yields intermediate phases of hydrogen titanate with different degrees of interlayer protonation. In addition, a synthesis route using zinc nitrate is explored yielding H2Ti3O7 with a high rutile content. This material dehydrates already at a lower temperature, resulting in a lamellar rutile titania phase. The hydrogen titanate materials with partially protonated interlayers are tested as negative electrodes in a lithium-ion battery and hybrid supercapacitor setup, showing an improved performance compared to the fully protonated phases. The performance in half-cells reaches around 168 mAh/g, with high retention of 42 mAh/g at 10 A/g. This translates to an energy of 88 Wh/kg for a full-cell with a maximum power of 9.2 kW/kg and high cycling stability over 1000 cycles. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1021/acsaem.9b00363 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.9b00363 |
Link zu diesem Datensatz: | hdl:20.500.11880/27800 http://dx.doi.org/10.22028/D291-28897 |
ISSN: | 2574-0962 |
Datum des Eintrags: | 17-Sep-2019 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Volker Presser |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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