New insights into the Li-storage mechanism in α-Ga2O3 anode and the optimized electrode design
New insights into the Li-storage mechanism in α-Ga2O3 anode and the optimized electrode design
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对α-Ga2O3负极储锂机制的新见解及优化的电极设计
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2019.05.087
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发表时间：
2019-09
影响因子：
9.2
通讯作者：
Jinbao Zhao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shibing Ni;Qichang Chen;Jilei Liu;Shuyue Yang;Tao Li;Xuelin Yang;Jinbao Zhao
对Li在α- ga2o3中的存储机制的基本认识，使操纵材料具有更好的电化学性能。本文通过xrd、XPS、SAED和EDS的分析结果，揭示了α- ga2o3阳极中Li的储存与合金/脱合金过程的转化反应。具体来说，这两个过程都是不可逆过程的一部分。以非晶态碳和石墨烯（α-Ga2O3@C@G）和氮掺杂制备了α- ga2o3，与原始α- ga2o3和石墨烯（α-Ga2O3@G）修饰的α- ga2o3相比，性能有明显提高。在Ga2O3@C@G中，双碳提高了电子导电性，并促进了Ga2O3@C@G在循环时的电化学重建，从而提高了锂离子的扩散，从而增强了锂存储的电容贡献。结果表明，在0.1 a g−1下，Ga2O3@C@G在50次循环后具有458/447.3 mAh g−1的放电/充电容量，在扫描速率为1 mV s−1时，对锂离子存储的电容贡献为59.2%。
Fundamental insights into Li storage mechanism in α-Ga2O3allow manipulating materials with improved electrochemical performance. Here, conversion reactions coupled with alloying/dealloying process are uncovered for Li storage in α-Ga2O3anode, on the basis ofex-situXRD, XPS, SAED and EDS mapping results. Specifically, both processes are part of irreversible. α-Ga2O3decorated with amorphous carbon and graphene (α-Ga2O3@C@G) and nitrogen doping are successfully fabricated via a facile approach, showing distinctly improved performance compared with pristine α-Ga2O3and α-Ga2O3decorated with graphene (α-Ga2O3@G). In the Ga2O3@C@G, dual carbon improves the electronic conductivity and facilitates electrochemical reconstruction of the Ga2O3@C@G upon cycling that renders high lithium ion diffusion, giving rise to enhanced capacitive contribution for lithium storage. As a result, the Ga2O3@C@G exhibits high discharge/charge capacity of 458/447.3 mAh g−1after 50 cycles at 0.1 A g−1, with capacitive contribution of 59.2% for lithium ion storage at a scan rate of 1 mV s−1.
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