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1D Sub‐Nanotubes with Anatase/Bronze TiO2 Nanocrystal Wall for High‐Rate and Long‐Life Sodium‐Ion Batteries
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2018-10-08 , DOI: 10.1002/adma.201804116 Biao Chen 1, 2 , Yuhuan Meng 3 , Fangxi Xie 2 , Fang He 1 , Chunnian He 1, 4 , Kenneth Davey 2 , Naiqin Zhao 1, 4 , Shi-Zhang Qiao 2
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2018-10-08 , DOI: 10.1002/adma.201804116 Biao Chen 1, 2 , Yuhuan Meng 3 , Fangxi Xie 2 , Fang He 1 , Chunnian He 1, 4 , Kenneth Davey 2 , Naiqin Zhao 1, 4 , Shi-Zhang Qiao 2
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The development of 1D nanostructures with enhanced material properties has been an attractive endeavor for applications in energy and environmental fields, but it remains a major research challenge. Herein, this work demonstrates a simple, gel‐derived method to synthesize uniform 1D elongated sub‐nanotubes with an anatase/bronze TiO2 nanocrystal wall (TiO2 SNTs). The transformation mechanism of TiO2 SNTs is studied by various ex situ characterization techniques. The resulting 1D nanostructures exhibit, synchronously, a high aspect ratio, open tubular interior, and anatase/bronze nanocrystal TiO2 wall. This results in excellent properties of electron/ion transport and reaction kinetics. Consequently, as an anode material for sodium‐ion batteries (SIBs), the TiO2 SNTs display an ultrastable long‐life cycling stability with a capacity of 107 mAh g−1 at 16 C after 4000 cycles and a high‐rate capacity of 94 mAh g−1 at 32 C. This a high‐rate and long‐life performance is superior to any report on pure TiO2 for SIBs. This work provides new fundamental information for the design and fabrication of inorganic structures for energy and environmental applications.
中文翻译：
一维亚纳米管，带有锐钛矿/古铜色TiO2纳米晶体壁，适用于高速率和长寿命的钠离子电池
具有增强的材料特性的一维纳米结构的开发对于能源和环境领域的应用一直是有吸引力的努力，但是它仍然是主要的研究挑战。本文中，这项工作演示了一种简单的凝胶衍生方法，该方法可以合成具有锐钛矿/青铜TiO 2纳米晶体壁（TiO 2 SNTs）的均匀一维细长亚纳米管。通过各种异位表征技术研究了TiO 2 SNTs的转化机理。所得的一维纳米结构同时显示出高纵横比，开放的管状内部以及锐钛矿/青铜纳米晶TiO 2墙。这导致电子/离子传输和反应动力学的优异性能。因此，作为钠离子电池（SIB）的负极材料，TiO 2 SNT具有超稳定的长寿命循环稳定性，在4000次循环后于16 C下的容量为107 mAh g -1，高倍率容量为94在32 C下为mAh g -1。这种高速率和长寿命的性能优于任何有关SIB的纯TiO 2的报道。这项工作为用于能源和环境应用的无机结构的设计和制造提供了新的基础信息。
更新日期：2018-10-08
中文翻译：
一维亚纳米管，带有锐钛矿/古铜色TiO2纳米晶体壁，适用于高速率和长寿命的钠离子电池
具有增强的材料特性的一维纳米结构的开发对于能源和环境领域的应用一直是有吸引力的努力，但是它仍然是主要的研究挑战。本文中，这项工作演示了一种简单的凝胶衍生方法，该方法可以合成具有锐钛矿/青铜TiO 2纳米晶体壁（TiO 2 SNTs）的均匀一维细长亚纳米管。通过各种异位表征技术研究了TiO 2 SNTs的转化机理。所得的一维纳米结构同时显示出高纵横比，开放的管状内部以及锐钛矿/青铜纳米晶TiO 2墙。这导致电子/离子传输和反应动力学的优异性能。因此，作为钠离子电池（SIB）的负极材料，TiO 2 SNT具有超稳定的长寿命循环稳定性，在4000次循环后于16 C下的容量为107 mAh g -1，高倍率容量为94在32 C下为mAh g -1。这种高速率和长寿命的性能优于任何有关SIB的纯TiO 2的报道。这项工作为用于能源和环境应用的无机结构的设计和制造提供了新的基础信息。
京公网安备 11010802027423号