NiO/C-based anodes for lithium-ion current sources

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Nowadays, the active search for an anode material, which can be used in lithium-ion current sources, takes place. The potential anode materials are transition metal oxides (SnO2, NiO and others). In this work, submicron NiO powder was obtained using the thermal decomposition of Ni(CH3COO)2⋅4H2O. Besides, a NiO/C composite anode was fabricated and its behavior in the anode half-cell of lithium-ion current source was studied during multiple cycling. The workability of the anode material was shown and its main energy characteristics were determined. The discharge capacity of the NiO/C anode was 355 mA⋅h/g at the current of C/10 and Coulomb efficiency was 99–100% after 40 cycles.

Авторлар туралы

Nataliya Leonova

Ural Federal University

ORCID iD: 0000-0003-1016-8977
19 Mira street, 620002 Ekaterinburg, Russia

Anastasiya Leonova

Ural Federal University

ORCID iD: 0000-0001-5900-7045
19 Mira street, 620002 Ekaterinburg, Russia

Oleg Bashirov

Ural Federal University

ORCID iD: 0000-0001-5509-8816
19 Mira street, 620002 Ekaterinburg, Russia

Andrei Suzdal'tsev

Ural Federal University;

ORCID iD: 0000-0003-3004-7611
Scopus Author ID: 55218703800
ResearcherId: G-8015-2012
19 Mira street, 620002 Ekaterinburg, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Проблемы развития литий-ионных аккумуляторов в мире и России // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 3. С. 111–120. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-3-111-120
  2. Zhou G., Ding W., Wang T., Liu Ch., Zhang L., Yin J., Fu Yo. Progress of NiO-based anodes for high-performance Li-ion batteries // The Chem. Record. 2022. Vol. 22. Article number e202200111. https://doi.org/10.1002/tcr.202200111
  3. Чемезов О. В., Исаков А. В., Аписаров А. П., Брежестовский М. С., Бушкова О. В., Баталов Н. Н., Зайков Ю. П., Шашкин А. П. Электролитическое получение нановолокон кремния из расплава KCl–KF–K2SiF6–SiO2 для композиционных анодов литий-ионных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2013. Т. 13, № 4. С. 201–204.
  4. Леонова Н. М., Леонова А. М., Баширов О. А., Лебедев А. С., Трофимов А. А., Суздальцев А. В. Аноды на основе C/SiC для литий-ионных источников тока // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 1. С. 41–50. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-1-41-50
  5. Иванищев А. В. Подходы к созданию электродов на основе интеркаляционных соединений лития // Электрохимическая энергетика. 2018. Т. 18, № 2. С. 51–76. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2018-18-2-51-76
  6. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Применение германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах (Обзор) // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 12. С. 709–742. https://doi.org/10.31857/S0424857021110050
  7. Chockla A. M., Klavetter K. C., Mullins C. B., Korgel B. A. Solution-grown germanium nanowire anodes for lithium-ion batteries // ACS Applied Materials & Interfaces. 2012. Vol. 4. P. 4658–4664. https://doi.org/10.1021/am3010253
  8. Ates M. N. Understanding the effect of deposition potential on the electrodeposited tin anodes for lithium-ion batteries // Journal of the Institute of Science and Technology. 2023. Vol. 13. P. 1804–1813. https://doi.org/10.21597/jist.1264079
  9. Bani-Fwaz M. Z., El-Zahhar A. A., Abd-Rabboh H. S. M., Hamdy M. S., Shkir M. Synthesis of NiO nanoparticles by thermal routes for adsorptive removal of crystal violet dye from aqueous solutions // Int. J. Env. Anal. Chem. 2019. Vol. 101. P. 1126–1144. https://doi.org/10.1080/03067319.2019.1678599
  10. Jesus J. C. De, Gonzales, Quevedo A., Puerta T. Thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate: an integrated study by TGA, QMS and XPS techniques // J. Mol. Cat. A : Chem. 2005. Vol. 228. P. 283–291. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2004.09.065
  11. Trofimov A. A., Leonova A. M., Leonova N. M., Gevel T. A. Electrodeposition of silicon from molten KCl–K2SiF6 for lithium-ion batteries // J. Electrochem. Soc. 2022. Vol. 169. Article number 020537. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac4d6b
  12. Liu X., Or S. W., Jin Ch., Lv Ya., Feng Ch., Sun Yu. NiO/C nanocapsules with onion-like carbon shell as anode material for lithium ion batteries // Carbon. 2013. Vol. 60. P. 215–220. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.04.014
  13. Siddiqui S.-E-T., Rahman Md. A., Kim J.-H., Sharif S. B., Paul S. A Review on recent advancements of Ni-NiO nanocomposite as an anode for high-performance lithium-ion battery // Nanomaterials. 2022. Vol. 12. Article number 2930. https://doi.org/10.3390/nano12172930
  14. Jo M. S., Ghosh S., Jeong S. M., Kang Yu. Ch., Cho J. S. Coral-like yolk-shell structured nickel oxide/carbon composite microspheres for high-performance Li-ion storage anodes // Nano-Micro Lett. 2019. Vol. 11. Article number 3. 18 p. https://doi.org/10.1007/s40820-018-0234-0
  15. Jiang Sh., Mao M.-M., Pang M.-J., Yang H., Wang R.-W., Li N., Pan Q.-L., Pang M., Zhao J.- G. Preparation and performance of a graphene-(Ni-NiO)-C hybrid as the anode of a lithium-ion battery // New Carb. Mater. 2023. Vol. 38. P. 356–365. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(22)60647-4
  16. Du D., Lan R., Xie K., Wang H., Tao Sh. Synthesis of Li2Ni2(MoO4)3 as a high-performance positive electrode for asymmetric supercapacitors // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 13304–13311. https://doi.org/10.1039/c6ra28580e
  17. Dai H., Zhang R., Zhong M., Guo Sh. Effects of the inherent tubular structure and graphene coating on the lithium ion storage performances of electrospun NiO/Co nanotubes // J. Phys. Chem. 2020. Vol. 124. P. 143–151. https://doi.org//10.1021/acs.jpcc.9b09716
  18. Leonova A. M., Bashirov O. A., Leonova N. M., Lebedev A. S., Trofimov A. A., Suzdaltsev A. V. Synthesis of C/SiC mixtures for composite anodes of lithium-ion power sources // Appled Science. 2022. Vol. 13, iss. 2. Article number 901. https://doi.org/10.3390/app13020901
  19. Mohammadi A., Arsalani N., Tabrizi A. G., Moosavifard S. E., Naqshbandi Zh., Ghadimi L. S. Engineering rGO-CNT wrapped Co3S4 nanocomposites for high-performance asymmetric supercapacitors // Chem. Eng. Journal. 2018. Vol. 334. P. 66–80. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.029
  20. Augustyn V., Simon P., Dunn B. Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage // Energy Env. Sci. 2013. Vol. 7. P. 1597–1614. https://doi.org/10.1039/c3ee44164d

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».