Conductive polymer/oxide bronze nanocomposites. Intercalated polythiophene in vanadium pentoxide (V2O5) xerogels

Kanatzidis, Mercouri G.; Wu, Chun Guey; Marcy, Henry O.; DeGroot, Donald C.; Kannewurf, Carl R.

doi:10.1021/cm00009a005

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“…At room temperature, the d-spacing of the V 2 O 5 -G is about 13.65 Å, which is much higher than that of the pure V 2 O 5 , 11.40 Å. Similar XRD results on the intercalation of polymers between V 2 O 5 layers in xerogel have been observed, suggesting that the interlayer spacing increased to between B12.0 and B15.0 Å, depending on the type of the polymer [46][47][48][49] . As the temperature increased, the (00l) reflection shifted to a higher 2-theta angle in a manner similar to that of the pure V 2 O 5 sample, but at a much slower rate.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 65%

Graphene-modified nanostructured vanadium pentoxide hybrids with extraordinary electrochemical performance for Li-ion batteries

et al. 2015

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The long-standing issues of low intrinsic electronic conductivity, slow lithium-ion diffusion and irreversible phase transitions on deep discharge prevent the high specific capacity/energy (443 mAh g À 1 and 1,550 Wh kg À 1 ) vanadium pentoxide from being used as the cathode material in practical battery applications. Here we develop a method to incorporate graphene sheets into vanadium pentoxide nanoribbons via the sol-gel process. The resulting graphene-modified nanostructured vanadium pentoxide hybrids contain only 2 wt. % graphene, yet exhibits extraordinary electrochemical performance: a specific capacity of 438 mAh g À 1 , approaching the theoretical value (443 mAh g À 1 ), a long cyclability and significantly enhanced rate capability. Such performance is the result of the combined effects of the graphene on structural stability, electronic conduction, vanadium redox reaction and lithium-ion diffusion supported by various experimental studies. This method provides a new avenue to create nanostructured metal oxide/graphene materials for advanced battery applications.

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Section: Resultssupporting

confidence: 65%

Graphene-modified nanostructured vanadium pentoxide hybrids with extraordinary electrochemical performance for Li-ion batteries

et al. 2015

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“…Although the FeCl 3 solution is intended only to polymerize and dope the organic phase, these results indicate that it also has adverse effects on the V 2 0 5 gel structure. In contrast, Fe(N0 3 ) 3 oxidizing solutions appear to be relatively inert with respect to the inorganic gel.…”

Section: Post-gelation Polymerizationmentioning

confidence: 91%

“…throughout a V 2 0 5 aerogel phase (0.07 g/cm 3 ), a composition of [PPy] 14 V 2 0 5 would be required to achieve 16 % pyrrole by volume. The data in Table 1 suggest how such an excess of PPy would adversely affect the high surface area morphology of the aerogel.…”

Section: Characterization Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The general objective in synthesizing this type of hybrid material was to incorporate the conducting polymer within the lamellar spaces of the layered inorganic oxides [3][4][5][6]. Since the layered V 2 0 5 materials are readily prepared by sol-gel approaches, xerogels utilizing V 2 0 5 as the inorganic constituent have been investigated and studies of the electrochemical properties of V 2 Os/polyaniline and VjCypolypyrrole xerogels were reported recently [6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Design and synthesis of inorganic–organic hybrid microstructures

Harreld

Dunn

Nazar

1999

International Journal of Inorganic Materials

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“…Estos electrodos híbridos mantienen la buena conductividad y la naturaleza plástica de la matriz junto con la añadida electroactividad del componente inorgá-nico y se pueden usar para aplicaciones de almacenamiento de energía. En el caso del sistema PAni/V 2 O 5 existen precedentes anteriores de la formación y estudio de intercalatos de PAni en films de V 2 O 5 (23)(24)(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31). Sin embargo, hasta muy recientemente no se ha abordado su estudio como electrodos en baterías recargables de litio (32)(33)(34).…”

Section: Abstract: Organic-inorganic Hybrids Vanadium Pentoxide Polunclassified

Electrodos híbridos a base de Polianilina/V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> para el desarrollo de baterías plásticas de litio

Lira‐Cantú¹,

Cuentas-Gallegos²,

Torres-Gómez³

et al. 2000

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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INTRODUCCIÓNLos materiales híbridos orgánico-inorgánicos representan la interfase natural entre dos campos de la química con contribuciones significativas propias a la ciencia de materiales. Los materiales orgánicos e inorgánicos presentan propiedades características que dan lugar a distintas ventajas y limitaciones. Por ejemplo, la mayoría de los óxidos son materiales cerámicos multigranulares mientras que los polímeros orgá-nicos conductores son plásticos pero, a la vez, carecen de las interesantes propiedades electroquímicas y magnéticas de los anteriores.La investigación en el ámbito de los materiales híbridos comporta retos y brinda nuevas oportunidades. El principal reto es conseguir sintetizar híbridos que mantengan o mejoren las propiedades óptimas de cada uno de los componentes a la vez que eliminen o reduzcan sus limitaciones particulares. Asumir este reto supone una oportunidad para desarrollar nuevos materiales con un comportamiento sinérgico que conlleve una mejora en sus aplicaciones o nuevas propiedades útiles.Describiremos aquí la síntesis y propiedades electroquími-cas de un nuevo tipo de material híbrido orgánico-inorgánico formado por una matriz de polímero orgánico conductor (POC) y óxidos inorgánicos formando materiales compuestos dispersos a nivel molecular.Electrodos de inserción. Los materiales activos usados en electrodos de inserción son en general calcogenuros u óxidos de metales de transición, compuestos fuertemente oxidantes que incorporan cationes (normalmente Li + o H + ) en el interior de sus redes tras la reducción y que los eliminan de forma reversible tras una oxidación (1-3). Reaccionan frente a litio metálico o ánodos de inserción de litio que aportan los iones Li + en un proceso con un mecanismo de tipo "producción-consumo" ("source-sink") en el que tantos iones como se producen en un electrodo se consumen en el otro. Entre estos compuestos podemos mencionar TiS 2 o WO 3 , principalmente por su interés histórico, y también óxidos basados en metales de transición más ligeros, estudiados más recientemente, como V 2 O 5 , MnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 y LiCoO 2 (4,5), siendo este último usado como material activo en el cátodo de baterías recargables de ion litio comercializadas por Sony.El uso de POC como materiales activos para electrodos es más reciente y empieza precisamente después del descubri- Cerámica y VidrioElectrodos híbridos a base de Polianilina/V 2 O 5 para el desarrollo de baterías plásticas de litio M. LIRa-CaNTÚ, a.K.CUENTaS-GaLLEGOS, G.TORRES-GÓMEZ y P. GÓMEZ-ROMERO Institut de Ciència de Materials de Barcelona (CSIC). Campus UAB, 08193 Bellaterra, BarcelonaPresentamos la síntesis y caracterización del híbrido PAni/V 2 O 5 y su aplicación como cátodo en baterías reversibles de litio. La síntesis se realizó directamente a partir del hidrogel de V 2 O 5 . Observamos una relación directa entre las condiciones de síntesis y la carga específica (Ah/Kg) obtenida durante el análisis del material como cátodo en baterías recargables de litio. Por otro lado, se llevaron a...

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Conductive polymer/oxide bronze nanocomposites. Intercalated polythiophene in vanadium pentoxide (V2O5) xerogels

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Graphene-modified nanostructured vanadium pentoxide hybrids with extraordinary electrochemical performance for Li-ion batteries

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Design and synthesis of inorganic–organic hybrid microstructures

Electrodos híbridos a base de Polianilina/V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> para el desarrollo de baterías plásticas de litio

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