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Titel: Understanding Interlayer Deprotonation of Hydrogen Titanium Oxide for High-Power Electrochemical Energy Storage
VerfasserIn: Fleischmann, Simon
Pfeifer, Kristina
Widmaier, Mathias
Shim, Hwirim
Budak, Öznil
Presser, Volker
Sprache: Englisch
Titel: ACS applied energy materials
Bandnummer: 2
Heft: 5
Startseite: 3633
Endseite: 3641
Verlag/Plattform: ACS
Erscheinungsjahr: 2019
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Negative electrode materials that possess fast lithium insertion kinetics are in high demand for high power lithium-ion batteries and hybrid supercapacitor applications. In this work, hydrogen titanium oxides are synthesized by a proton exchange reaction with sodium titanium oxide, resulting in the H2Ti3O7 phase. We show that a gradual water release in four steps yields intermediate phases of hydrogen titanate with different degrees of interlayer protonation. In addition, a synthesis route using zinc nitrate is explored yielding H2Ti3O7 with a high rutile content. This material dehydrates already at a lower temperature, resulting in a lamellar rutile titania phase. The hydrogen titanate materials with partially protonated interlayers are tested as negative electrodes in a lithium-ion battery and hybrid supercapacitor setup, showing an improved performance compared to the fully protonated phases. The performance in half-cells reaches around 168 mAh/g, with high retention of 42 mAh/g at 10 A/g. This translates to an energy of 88 Wh/kg for a full-cell with a maximum power of 9.2 kW/kg and high cycling stability over 1000 cycles.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1021/acsaem.9b00363
URL der Erstveröffentlichung: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.9b00363
Link zu diesem Datensatz: hdl:20.500.11880/27800
http://dx.doi.org/10.22028/D291-28897
ISSN: 2574-0962
Datum des Eintrags: 17-Sep-2019
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Professur: NT - Prof. Dr. Volker Presser
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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