Although tin and tin oxides have been considered very promising anode materials for future high-energy lithium-ion batteries due to high theoretical capacity and low cost, the development of commercial anodes falls short of expectations. This is due to several challenging issues related to a massive volume expansion during operation. Nanostructured electrodes can accommodate the volume expansion but typically suffer from cumbersome synthesis routes and associated problems regarding scalability and cost efficiency, preventing their commercialization. Herein, a facile, easily scalable, and highly cost-efficient fabrication route is proposed based on electroplating and subsequent electrolytic oxidation of tin, resulting in additive-free tin oxide anodes for lithium-ion batteries. The electrodes prepared accordingly exhibit excellent performance in terms of gravimetric and volumetric capacity as well as promising cycle life and rate capability, making them suitable for future high-energy lithium-ion batteries.
Siebgedruckte Goldelektroden, gefertigt in der LTCC-Technologie, wurden charakterisiert und für elektroanalytische Anwendungen getestet. Sie wurden mit Rasterelektronenmikroskopie und Zyklovoltammetrie in Schwefelsäure und typischen Redoxpaaren wie den Blutlaugensalzen sowie Hydro- und Benzochinon untersucht. Die Elektroden unterscheiden sich in Morphologie, Mikrostruktur, der Ausbildung von kristallographischen Vorzugsorientierungen und der realen Goldoberfläche in Abhängigkeit von der ausgewählten Dickschichtpaste. Nach einer Vorbehandlung in Schwefelsäure wurde an den Elektroden ein nahezu reversibles Verhalten festgestellt, wenngleich Unterschiede zwischen den Dickschichten bei hohen Scanraten auftreten, die insbesondere bei Chinhydron ausgeprägt sind. Die Unterschiede in der Sensitivität bei geringen Analytkonzentrationen können mit den Oberflächeneigenschaften der Elektroden erklärt werden
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