Vanadium oxide xerogels as electrodes for lithium batteries

West, Keld; Zachau‐Christiansen, B.; Jacobsen, Torben; Skaarup, Steen

doi:10.1016/0013-4686(93)80052-2

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“…8 4 -propylene electrolyte, but the residual water might still limit the rechargeability. 19 LiPF 6 has poorer hydrolytic stability compared to LiClO 4 , so the normal commercial electrolyte with LiPF 6 as solute might also be one of the reasons for the poor cyclability when the crystal water level is high. The V 2 O 5 ?nH 2 O in composites could keep the layered structure with a smaller amount of crystal water, thus reducing the side effects.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…The insertion of 2Li/V 2 O 5 corresponds to a stoichiometric energy density of 730 Wh kg 21 . 19 It was reported that V 2 19 Therefore, carbon has been introduced as a composite component to enhance the electrochemical performance, [24][25][26][27][28] i.e., the carbon increases electrical conductivity and prevents the vanadium dissolution, while the nanostructure shortens the Li + diffusion length.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Graphene–V2O5·nH2O xerogel composite cathodes for lithium ion batteries

Seng

Guo

et al. 2011

RSC Adv.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Graphene–V2O5·nH2O xerogel composite cathodes for lithium ion batteries

Seng

Guo

et al. 2011

RSC Adv.

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“…• C. 93 There is also an improvement in the reversibility of Li ion insertion/removal with ≈1.8 mol being inserted and removed after the 5 th and 10 th discharge and charge. The specific capacity values obtained from the 2 nd to the 10 th cycle for VONTs that were prepared by heating in 100…”

Section: Lithium Insertion and Removal In Poly-nr Battery Electrodes-mentioning

confidence: 99%

Polycrystalline Vanadium Oxide Nanorods: Growth, Structure and Improved Electrochemical Response as a Li-Ion Battery Cathode Material

McNulty

Buckley

O’Dwyer

2014

J. Electrochem. Soc.

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Thermally removing amine molecules that serve as chemical templates for vanadium oxide nanotubes is demonstrated to significantly improve the performance when tested as a cathode material in Li-ion battery cells. Capacity fading issues associated with blocked intercalation sites on the (010) faces of layered vanadium oxide that form the nanotubes are prevented. Thermal treatment of the nanotubes up to 600 • C is shown to cause a specific conversion from nanotubes to polycrystalline nanorods and removal of the organic template. The conversion process was monitored by thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and infra-red spectroscopy. In a potential window of 4.0-1.2 V drawing 30 μA (C/30), the nanorods show improved specific capacities of ∼280 mAh g −1 with a modest 6% capacity fade compared to ∼8 mAh g −1 with 62% capacity fade for the VONTs. The improvements in specific capacity and cycling performance are due to the successful removal of amine molecules and conversion to nanorods containing nanoscale crystals. The cathode material also demonstrated enhanced energy densities (∼700 W h kg −1 ) compared to composites of the same overall weight, without conductive carbon additives or polymeric binders. In recent years there has been a significant increase in the desire and need to improve the performance and cycle life of commercial rechargeable lithium ion batteries.1-6 The advent of smart phones and tablet devices has highlighted the limitations of current generation lithium ion batteries. Rechargeable lithium ion batteries still hold great promise for use in powering electric and hybrid electric vehicles and continue to be crucial in medical and handheld portable devices. 7However it is vital that factors such as power and energy density, coulometric efficiency and rate performance are improved upon in order to meet demands for improved performance in advanced Liion batteries (∼400 Wh/kg). 1,4,[7][8][9] It is no surprise that nanostructured materials are attracting significant attention because of their novel properties and their potential applications in a wide range of devices such as biological and gas sensors, 10-18 field effect transistors 19,20 and as electrode materials for next generation high energy density batteries. 21-23 Nanostructured cathode electrodes offer improved energy storage capacity and charge-discharge kinetics, as well as better cyclic stabilities.24 This is, in part, due to the increased surface area in direct contact with the electrolyte, and better electronic and ionic conductivity, and shorter distances for cation diffusion as compared with bulk materials. 25 Nanostructured electrodes are also able to better accommodate volume changes associated with cyclic intercalation and deintercalation of lithium ions into and from the host lattice. This reduces pulverization issues associated with bulk materials and consequently improves cycle life. 62 Nanostructures such as vanadium oxide nanotubes (VONTs) and nanorods are particularly attractive in prin...

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“…Otro elemento clave de los materiales híbridos descritos aquí es su mejorada ciclabilidad en comparación con los cáto-dos basados sólo en xerogeles de V 2 O 5 tratados en condicio- nes similares (40)(41)(42). Así, el xerogel de V 2 O 5 secado a 100 o C muestra una disminución drástica en la carga específica después de apenas dos o tres ciclos, mientras que el cátodo híbri-do, del que estamos en proceso de optimización, mantiene una fracción de carga substancial después de 10 ciclos, como se muestra en la Figura 4.…”

Section: Análisis En Bateríasunclassified

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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Vanadium oxide xerogels as electrodes for lithium batteries

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Graphene–V2O5·nH2O xerogel composite cathodes for lithium ion batteries

Graphene–V2O5·nH2O xerogel composite cathodes for lithium ion batteries

Polycrystalline Vanadium Oxide Nanorods: Growth, Structure and Improved Electrochemical Response as a Li-Ion Battery Cathode Material

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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