Improving the performance of a non-aqueous lithium-air battery by defective titanium dioxides with oxygen vacancies
Improving the performance of a non-aqueous lithium-air battery by defective titanium dioxides with oxygen vacancies
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通过氧空位缺陷二氧化钛改善非水锂空气电池的性能
DOI：
10.1016/j.electacta.2016.04.007
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发表时间：
2016-06
影响因子：
6.6
通讯作者：
Zhongkuan Luo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Huang;Chunli Yin;Yanghai Xu;Zhongkuan Luo
在这项工作中，我们提出了使用二氧化钛（二氧化钛）与氧空位（H-TiO 2）作为阴极催化剂，以改善非水锂空气电池的电化学性能。通过对金红石型TiO 2进行简单的热处理得到了H-TiO 2催化剂，并通过拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）证实了空位的存在。结果表明，由于存在可促进氧的吸附和解离的缺陷，具有H-TiO 2的内部锂空气电池可以在0.3和0.5 mA cm− 2的电流密度下放电，同时分别保持3.2和2.8 mAh cm−2的比容量，远高于不含催化剂或具有原始金红石TiO 2的电池。此外，循环测试表明，在0.3和0.5 mA cm− 2的电流密度下，具有0.1 mAh cm− 2的固定比容量和2.0 V的截止放电电压，具有H-TiO 2的电池可以分别经历400和372次循环。
In this work, we proposed using titanium dioxides (TiO2) with oxygen vacancies (H-TiO2) as cathode catalysts to improve the electrochemical performance of non-aqueous lithium-air batteries. Such H-TiO2catalysts were attained by a facile heat treatment of rutile TiO2and the existence of vacancies was confirmed by Raman spectra and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was demonstrated that due to the presence of defects which can facilitate the adsorption and dissociation of oxygen, the in-house lithium-air battery with H-TiO2can be discharged at the current densities of 0.3 and 0.5 mA cm−2while maintaining the specific capacities of 3.2 and 2.8 mAh cm−2, respectively, much higher than those of the batteries without catalysts or with pristine rutile TiO2. In addition, the cycling test showed that the battery with H-TiO2can undergo 400 and 372 cycles, respectively, at the current densities of 0.3 and 0.5 mA cm−2with a fixed specific capacity of 0.1 mAh cm−2and a cutoff discharge voltage of 2.0 V.
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