RU2713401C1 - METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE - Google Patents

METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE Download PDF

Info

Publication number
RU2713401C1
RU2713401C1 RU2019125402A RU2019125402A RU2713401C1 RU 2713401 C1 RU2713401 C1 RU 2713401C1 RU 2019125402 A RU2019125402 A RU 2019125402A RU 2019125402 A RU2019125402 A RU 2019125402A RU 2713401 C1 RU2713401 C1 RU 2713401C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
minutes
steel mesh
hours
mixed
Prior art date
Application number
RU2019125402A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Юрьевич Арсентьев
Марина Владимировна Калинина
Надежда Николаевна Губанова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Российской Федерации
Priority to RU2019125402A priority Critical patent/RU2713401C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713401C1 publication Critical patent/RU2713401C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and specifically to a method of producing electrode material for use in Mg-ion batteries meeting environmental requirements, which is an urgent problem of power engineering. To obtain an electrode, initial elementary sulfur, titanium powder (150–300 mcm, 80 mesh) or ground titanium sheet pieces are used as initial reagents, which are fired in a sealed pyrex ampoule for 12 hours at 400 °C with isothermal holding, after which, based on the obtained powdered product, a paste is prepared, which contains 75 % of the obtained powdered product, 5 % fluoroplastic and 20 % of soot, which are mixed and grinded in mortar for 15–20 minutes, then poured into an Eppendorf tube and a solvent is added, the amount of which is selected depending on the weight of the dry substance and the desired consistency of the solution, then the solution is mixed and deposited on the steel mesh, which is dried in vacuum furnace for 2 hours at 60 °C. Electrode material obtained during solid-phase synthesis has high Mg2+-ionic and electronic electrical conductivity at room temperature, and also has high specific capacitance (709.3 F/g), charge/discharge rate and stability.
EFFECT: technical result of invention is increase of homogeneity of composite electrode material, having low resistance.
4 cl, 4 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения электродов для новых эффективных источников энергии, компактных, энергоемких, удовлетворяющих экологическим требованиям, что является актуальной проблемой энерготехники.The invention relates to methods for producing electrodes for new efficient energy sources, compact, energy-intensive, satisfying environmental requirements, which is an urgent problem of energy technology.

Электрохимические накопители энергии (аккумуляторы, суперконденсаторы) - электрохимическая ячейка, преобразующая электрохимическую энергию реакции восстановления и окисления в электрическую энергию. Для работы таких устройств необходимо наличие электродов, на которых происходят реакции окисления/восстановления (анод, катод) и электролита, через который осуществляется транспорт электроактивных ионов. Электроны при этом проходят через внешнюю цепь, создавая полезную энергию электрического тока. При этом в качестве электролита могут быть как водные растворы солей, таки и органические растворы, а также твердые электролиты. В качестве электроактивных ионов используются Li+, однако в последнее время внимание привлекают Na+, K+, Mg2+ и Са2+. Интерес к последним обусловлен тем, что данные катионы обладают существенно меньшей стоимостью, чем Li+, что позволяет использовать такие аккумуляторы в массовых устройствах, создавать большие батареи, а также существенно снижать стоимость электромобилей. Водные неорганические электролиты также пожаробезопасны и более экологичны, чем органические (пропиленкарбонат/этиленкарбонат).Electrochemical energy storage devices (batteries, supercapacitors) are an electrochemical cell that converts the electrochemical energy of the reduction and oxidation reactions into electrical energy. For the operation of such devices, it is necessary to have electrodes on which oxidation / reduction reactions occur (anode, cathode) and an electrolyte through which electroactive ions are transported. In this case, electrons pass through an external circuit, creating useful energy of electric current. In this case, as the electrolyte can be both aqueous solutions of salts, and also organic solutions, as well as solid electrolytes. Li + is used as electroactive ions, however, recently Na + , K + , Mg 2+ and Ca 2+ have attracted attention. Interest in the latter is due to the fact that these cations have a significantly lower cost than Li + , which allows the use of such batteries in mass devices, to create large batteries, as well as significantly reduce the cost of electric vehicles. Inorganic aqueous electrolytes are also fireproof and more environmentally friendly than organic ones (propylene carbonate / ethylene carbonate).

В качестве материала анода широко используется графит, катода - некоторые оксидные соединения со слоистой структурой (Ni-обогащенные NMC, HENMC, HV-шпинель, NCA), полианионные (LiFePO4) и шпинели. Во всех данных материалах в качестве электроактивных ионов используются Li+, обладающий высокой подвижностью.Graphite is widely used as anode material, cathode - some oxide compounds with a layered structure (Ni-enriched NMC, HENMC, HV-spinel, NCA), polyanionic (LiFePO 4 ) and spinel. In all these materials, Li + , which has high mobility, is used as electroactive ions.

Достоинствами электрохимических накопителей энергии являются возможность их использования в портативных устройствах, беспроводных решениях, возможность обеспечивать транспортным средствам высокий КПД, принципиальное отсутствие вредных выбросов в атмосферу.The advantages of electrochemical energy storage devices are the possibility of their use in portable devices, wireless solutions, the ability to provide vehicles with high efficiency, and the fundamental absence of harmful emissions into the atmosphere.

Однако несмотря на то, что Li+ обладает высокой подвижностью, использование Li+, а также Со существенно увеличивает стоимость батареи, делая, например, электромобили очень дорогими. Использование Mg2+, обладающего близким ионным радиусом (0.72

Figure 00000001
vs 0.76
Figure 00000001
) позволит существенно снизить стоимость батареи. Органический электролит, используемый в настоящее время горюч и не экологичен, в отличие от неорганического водного. Также Со, используемый в материале катода дорог и токсичен, в отличие от Ti, например.However, despite the fact that Li + has high mobility, the use of Li + and Co significantly increases the cost of the battery, making, for example, electric cars very expensive. The use of Mg 2+ with a close ionic radius (0.72
Figure 00000001
vs 0.76
Figure 00000001
) will significantly reduce the cost of the battery. The organic electrolyte currently in use is flammable and environmentally friendly, unlike inorganic water. Also, Co used in the cathode material is expensive and toxic, unlike Ti, for example.

TiS3 мог бы выступать альтернативным материалом катода в водных Mg-ионных аккумуляторах, который обеспечивал бы отсутствие вышеперечисленных недостатков. Существующая тенденция к увеличению исследований в области серосодержащих анодов в противовес кислородсодержащих, позволяет обеспечивать более высокую подвижность Mg2+, приближая ее к значениям, пригодным для массового использования в промышленности и народном хозяйстве.TiS 3 could act as an alternative cathode material in aqueous Mg-ion batteries, which would ensure the absence of the above disadvantages. The current tendency to increase research in the field of sulfur-containing anodes as opposed to oxygen-containing ones makes it possible to provide higher mobility of Mg 2+ , bringing it closer to values suitable for mass use in industry and the national economy.

В данной области известно несколько патентов на катоды для Mg-ионных батарей, например, US 20160111720 "Metastable vanadium oxide cathode materials for rechargeable magnesium battery", US 8932760 "High capacity cathode material for a magnesium battery", US 9240612 "Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells".Several patents for cathodes for Mg-ion batteries are known in the art, for example, US 20160111720 "Metastable vanadium oxide cathode materials for rechargeable magnesium battery", US 8932760 "High capacity cathode material for a magnesium battery", US 9240612 "Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells ".

Катодный материал, описанный в изобретении по патенту US 20160111720 "Metastable vanadium oxide cathode materials for rechargeable magnesium battery" имеет состав [V2O5]c[M a Ob]d, где M представляет собой элемент из ряда Р, В, Si, Ge и Mo, а - целое число от 1 до 2, b - целое число от 1-5, с - целое число 35-80 мол. %, d - от 20 до 65 мол. %. Активный материал, представленный в вышеуказанной формуле, представляет собой метастабильную структурную и морфологическую фазу между аморфной фазой и кристаллической фазой. Аморфизация V2O5 может проводиться с использованием методов закалки и измельчения в шарики, которые обычно известны. Добавление стеклообразующих агентов, содержащих по меньшей мере Р2О5, В2О3, SiO2, GeO2 или MoO3) к V2O5 во время приготовления и путем тщательного мониторинга условий образования, дает по существу аморфный материал, что означает, что материал, анализу с помощью XRD, не имеет кристаллических пиков. Изобретение позволяет создать катодный активный материал на основе V2O5, обладающий высокой удельной запасаемой энергией.The cathode material described in the invention according to the patent US 20160111720 "Metastable vanadium oxide cathode materials for rechargeable magnesium battery" has the composition [V 2 O 5 ] c [M a O b ] d , where M is an element from the series P, B, Si , Ge and Mo, a is an integer from 1 to 2, b is an integer from 1-5, s is an integer of 35-80 mol. %, d - from 20 to 65 mol. % The active material represented in the above formula is a metastable structural and morphological phase between the amorphous phase and the crystalline phase. Amorphization of V 2 O 5 can be carried out using methods of hardening and grinding into balls, which are usually known. The addition of glass-forming agents containing at least P 2 O 5 , B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 or MoO 3 ) to V 2 O 5 during preparation and by carefully monitoring the formation conditions gives a substantially amorphous material, which means that the material, analyzed by XRD, does not have crystalline peaks. The invention allows to create a cathode active material based on V 2 O 5 having a high specific stored energy.

В патенте US 8932760 B2 "High capacity cathode material for a magnesium battery" раскрыта взаимосвязь ионного радиуса иона с характеристикой в качестве стабилизирующего иона для α-MnO2 или молярное отношение стабилизирующего иона к марганцу в качестве факторов, влияющих на катодную характеристику. Предложен катодный материал, для использования в качестве магниевой батареи с высокими емкостью и сроком службы для использования в промышленности и народном хозяйстве с магний-ионной ячейкой, включающей анод, содержащий магний; электролит; и катод, содержащий α -MnO, где α - MnO содержит стабилизирующий ион или молекулу с радиусом от 1,35 до 1,55

Figure 00000001
, а молярное отношение стабилизирующего иона или молекулы к Mn составляет от 0,1 до 0,125. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения стабилизирующий ион или молекула выбирается из группы, состоящей из K+, Au+, Am+, НО+. Nd2+, Ва2+ и H2O.US 8932760 B2 "High capacity cathode material for a magnesium battery" discloses the relationship of the ion radius of the ion with the characteristic as a stabilizing ion for α-MnO 2 or the molar ratio of the stabilizing ion to manganese as factors affecting the cathode characteristic. A cathode material is proposed for use as a magnesium battery with a high capacity and a service life for use in industry and the national economy with a magnesium-ion cell including an anode containing magnesium; electrolyte; and a cathode containing α-MnO, where α - MnO contains a stabilizing ion or molecule with a radius of 1.35 to 1.55
Figure 00000001
and the molar ratio of the stabilizing ion or molecule to Mn is from 0.1 to 0.125. In preferred embodiments, the stabilizing ion or molecule is selected from the group consisting of K + , Au + , Am + , HO + . Nd 2+ , Ba 2+ and H 2 O.

В изобретении по патенту US 9240612 "Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells" установлен факт, что диффузия мультивалентных ионов в слоистых катодных материалах является ограничивающим фактором в перезаряжаемых мультивалентных электрохимических элементах и существует потребность в материалах, способных сочетать высокую емкость и подвижность Mg2+. Суть изобретения авторов состоит в использовании органических кластеров для разделения слоев различного типа в слоистых материалах. В качестве катода предлагается материал с формулой Mg a MbXy, где М - катион или смесь катионов металлов, X - анион или смесь анионов, а - в интервале 0-2, b=1-2, и у=9. В качестве анода - сплавы AZ31, AZ61, AZ63, AZ80, AZ81, AZ91, АМ50, АМ60, Elektron 675, ZK51, ZK60, ZK61, ZC63, M1A, ZC71, Elektron 21, Elektron 675, Elektron, Magnox, и сплавы Mg, содержащие как минимум Al, Са, Bi, Sb, Sn, Ag, Cu или Si.US 9240612, "Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells", establishes the fact that diffusion of multivalent ions in layered cathode materials is a limiting factor in rechargeable multivalent electrochemical cells and there is a need for materials capable of combining high capacity and mobility Mg 2+ . The essence of the invention of the authors is the use of organic clusters for the separation of layers of various types in layered materials. As a cathode, a material with the formula Mg a M b X y is proposed, where M is a cation or a mixture of metal cations, X is an anion or a mixture of anions, and in the range 0-2, b = 1-2, and y = 9. As the anode, alloys AZ31, AZ61, AZ63, AZ80, AZ81, AZ91, AM50, AM60, Elektron 675, ZK51, ZK60, ZK61, ZC63, M1A, ZC71, Elektron 21, Elektron 675, Elektron, Magnox, and Mg, containing at least Al, Ca, Bi, Sb, Sn, Ag, Cu or Si.

Однако материалы, предлагаемые в описанных изобретениях, недостаточно стабильны (метастабильны), либо сложны в изготовлении, либо не обеспечивают достаточной подвижности Mg2+. Нанокристаллические материалы трудно упаковывать в катод, что означает, что толщина катода на их основе должна быть намного больше, чем у традиционных материалов, составляющих несколько микрон. Таким образом, плотность энергии на единицу объемна для ячейки на основе данных материалов будет ниже. Кроме того, нанокристаллические материалы будут способствовать разложению электролита вследствие чрезвычайно высокой площади поверхности, свойственной им. В гидратированных формах V2O5 большое количество воды действует как лиганд в структуре. Во время интеркаляции/деинтеркаляции магния в типичной неводной среде вода является нежелательной молекулой, поскольку на аноде образуется непроводящий резистивный блокирующий слой из-за высвобождения воды. Прогнозируемые методом ab-initio окислительно-восстановительные потенциалы для VOPO и V2O5 составляют 2,3-2,6 В, что ниже, чем у других известных материалов, где потенциал составляет более 3 В. В результате более низкое напряжение снижает плотность запасаемой энергии батареи.However, the materials proposed in the described inventions are not stable enough (metastable), either difficult to manufacture, or do not provide sufficient mobility of Mg 2+ . Nanocrystalline materials are difficult to pack into the cathode, which means that the thickness of the cathode based on them should be much larger than that of traditional materials of a few microns. Thus, the energy density per unit volume for the cell based on these materials will be lower. In addition, nanocrystalline materials will contribute to the decomposition of the electrolyte due to the extremely high surface area characteristic of them. In hydrated forms of V 2 O 5, a large amount of water acts as a ligand in the structure. During magnesium intercalation / deintercalation in a typical non-aqueous medium, water is an undesirable molecule, since a non-conductive resistive blocking layer forms on the anode due to the release of water. The redox potentials predicted by the ab-initio method for VOPO and V 2 O 5 are 2.3-2.6 V, which is lower than other known materials, where the potential is more than 3 V. As a result, a lower voltage reduces the density of the stored battery power.

Задачей изобретения является создание композиционного электрода электрохимической магниевой батареи путем использования метода твердофазового синтеза порошка графитообразного трисульфида титана из простых веществ в запаянной ампуле с последующим нанесением полученного порошка на токовый коллектор (стальная сетка из нержавейки) с улучшенными электрофизическими свойствами.The objective of the invention is to create a composite electrode of an electrochemical magnesium battery by using the method of solid-phase synthesis of graphite-like titanium trisulfide powder from simple substances in a sealed ampoule, followed by applying the resulting powder to a current collector (stainless steel mesh) with improved electrophysical properties.

Выбор данного состава и структуры материала обусловлен необходимостью обеспечения высокой подвижности Mg2+ в структуре. А именно: графитоподобная структура материала наблюдается у подавляющего большинства коммерчески успешных катодных и анодных материалов Li-батарей. В материале состава TiS3 наблюдается близкое по энергетическим уровням перекрытие электронных оболочек у S и Ti, что позволяет достигать высокой электронной проводимости, необходимой для создания сильного экранирующего эффекта для катионов Mg2+, перемещающихся в структуре TiS3. Экранирующий эффект показал себя как наиболее эффективный метод и основная причина высокой подвижности в таком материале, как, например, фаза Шевреля. Основная причина в необходимости присутствия данного эффекта в материале состоит в том, что катионы Mg2+, перемещающиеся в структуре TiS3 электростатически сильно взаимодействуют с катионами кристаллической решетки, вследствие двукратного заряда у Mg2+ по сравнению, например, с Li+. Именно экранирование позволяет существенно противодействовать данному электростатическому взаимодействию, и достичь высоких подвижности Mg2+ в структуре при обеспечении высоких удельных характеристик (плотности энергии на единицу массы и объема).The choice of this composition and structure of the material is due to the need to ensure high mobility of Mg 2+ in the structure. Namely: the graphite-like material structure is observed in the vast majority of commercially successful cathode and anode materials of Li-batteries. In the TiS 3 composition material, overlap of the electron shells near S and Ti is close in energy levels, which allows one to achieve the high electronic conductivity necessary to create a strong screening effect for Mg 2+ cations moving in the TiS 3 structure. The screening effect has proved to be the most effective method and the main reason for the high mobility in a material such as, for example, the Chevrell phase. The main reason for the presence of this effect in the material is that Mg 2+ cations moving in the TiS 3 structure electrostatically strongly interact with the cations of the crystal lattice due to the double charge of Mg 2+ compared, for example, with Li + . It is shielding that allows you to significantly counteract this electrostatic interaction, and to achieve high mobility of Mg 2+ in the structure while ensuring high specific characteristics (energy density per unit mass and volume).

Для получения нанопорошков на основе сульфида титана часто используют так называемые методы «традиционной» химии. Таким путем проще всего получить препараты, не содержащие хлора. Для этого используют либо измельченные кусочки листового титана, либо порошкообразный титан (правда, обычно он не отличается столь высоким содержанием металла). При синтезе композиционных керамических композиций данным методом необходимо учитывать химические свойства каждого из реагентов, которые участвуют в синтезе. В связи с этим технология получения TiS3 была разработана индивидуально. Кроме того, согласно сложной фазовой диаграмме системы Ti-S необходимо было избежать разложения TiS3 на TiS2 и S при температурах выше 500°С. Соединение TiS3 кристаллизуется в узком интервале температур 500-632°С и соотношений между S и Ti. Все данные факторы необходимо было учесть для получения качественного продукта.To obtain titanium sulfide-based nanopowders, the so-called “traditional” chemistry methods are often used. In this way, it is easiest to get chlorine-free products. To do this, use either crushed pieces of sheet titanium or powdered titanium (although it usually does not differ in such a high metal content). When synthesizing composite ceramic compositions by this method, it is necessary to take into account the chemical properties of each of the reagents that participate in the synthesis. In this regard, the technology for obtaining TiS 3 was developed individually. In addition, according to the complex phase diagram of the Ti-S system, it was necessary to avoid the decomposition of TiS 3 into TiS 2 and S at temperatures above 500 ° C. The TiS 3 compound crystallizes in a narrow temperature range of 500-632 ° C and the ratios between S and Ti. All these factors had to be taken into account to obtain a quality product.

Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to solve the technical problem indicated by the applicant and to obtain the technical result provided by the invention.

Согласно изобретению способ получения электродов на основе TiS3 для электрохимических накопителей энергии с неорганическим водным Mg-ионным электролитом характеризуется тем, что в качестве исходных реагентов используют кристаллическую элементарную серу, титановый порошок (150-300 мкм, 80 mesh) или измельченные кусочки листового титана, которые обжигают в запаянной ампуле из пирекса течение 12 ч при 400°C с изотермической выдержкой, после чего на основе полученного порошкообразного продукта изготовляют пасту, которая содержит 75% полученного порошкообразного продукта, 5% фторопласта и 20% сажи, которые смешивают и перетирают в ступке в течении 15-20 минут, затем пересыпают в пробирку Eppendorf и добавляют растворитель, количество которого выбирают в зависимости от массы сухого вещества и желаемой консистенции раствора, затем раствор перемешивают и наносят на стальную сетку, которую высушивают в вакуумной печи в течение 2 ч при 60°С.According to the invention, the method for producing TiS 3 -based electrodes for electrochemical energy storage with an inorganic aqueous Mg-ionic electrolyte is characterized in that crystalline elemental sulfur, titanium powder (150-300 μm, 80 mesh) or ground pieces of titanium sheet are used as starting reagents, which are fired in a sealed pyrex ampoule for 12 h at 400 ° C with isothermal exposure, after which a paste is prepared on the basis of the obtained powdery product, which contains 75% of the obtained pore co-product, 5% fluoroplastic and 20% carbon black, which are mixed and ground in a mortar for 15-20 minutes, then poured into an Eppendorf tube and a solvent is added, the amount of which is selected depending on the dry matter mass and the desired consistency of the solution, then the solution is mixed and applied to a steel mesh, which is dried in a vacuum oven for 2 hours at 60 ° C.

Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно.In addition, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely.

- перемешивание раствора осуществляют с помощью ультразвуковой ванны с частотой до 22 кГц;- mixing the solution is carried out using an ultrasonic bath with a frequency of up to 22 kHz;

- перемешивание раствора осуществляют с помощью ротора со скоростью вращения держателя 99 об/мин в течение 10-15 минут;- mixing the solution is carried out using a rotor with a holder rotation speed of 99 rpm for 10-15 minutes;

- осуществляю предварительную подготовку стальной сетки, которую промывают горячей водой с помощью моющего средства, затем ополаскивают дистиллированной водой и обрабатывают этиловым спиртом или ацетоном, после чего стальную сетку сушат в сушильном шкафу в течение 30 минут при температуре 60°С.- I carry out preliminary preparation of a steel mesh, which is washed with hot water with a detergent, then rinsed with distilled water and treated with ethyl alcohol or acetone, after which the steel mesh is dried in an oven for 30 minutes at a temperature of 60 ° C.

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в следующем. Использование простых веществ при твердофазовом синтезе более целесообразно, чем веществ сложного состава, другой дисперсности или происхождения, так как это позволяет получить более качественный продукт осаждения, наиболее однородный и закристаллизованный. Метод твердофазового синтеза в запаянной ампуле из пирекса обеспечивает изоляцию исходных продуктов реакции от атмосферы, при снижении стоимости технологии и получения продукта с вышеописанными свойствами. Тщательное перемешивание всех компонентов пасты для нанесения на электрод обеспечивает достижение низкого внутреннего сопротивления и высоких электрохимических свойств за счет увеличения электрического контакта и связности всех компонентов композита.The claimed combination of essential features ensures the achievement of a technical result, which is as follows. The use of simple substances in solid-phase synthesis is more appropriate than substances of complex composition, different dispersion or origin, as this allows you to get a better precipitation product, the most homogeneous and crystallized. The solid-phase synthesis method in a sealed pyrex ampoule provides isolation of the initial reaction products from the atmosphere, while reducing the cost of the technology and obtaining a product with the above properties. Thorough mixing of all components of the paste for application to the electrode ensures the achievement of low internal resistance and high electrochemical properties by increasing the electrical contact and connectivity of all components of the composite.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема технологического процесса получения электрода на основе материала состава TiS3. Внешний вид исходных реагентов и полученного порошка представлен на фиг. 2. Видно, что полученный TiS3 - мелкодисперсный порошок черного цвета. Рентгенограмма порошка материала состава TiS3 представлена на фиг. 3. Рентгенофазовый анализ был проведен на рентгеновском дифрактометре D8-Advance "Bruker" (монохроматическое CuKα-излучение, рабочее напряжение 40 кВ при токе 40 мА в интервале углов 2θ=5-90°). результаты анализа обрабатывали с помощью программы «WINFIT 1.2.1.», использующей Фурье-преобразование профиля рефлекса. Для оценки размеров областей когерентного рассеяния (ОКР) использовали уравнение Селякова-Шерера: DOКP=0.9 λ/(β⋅cosθ), где λ - длина волны CuKα, β - ширина дифракционного рефлекса на полувысоте. Для расшифровки дифрактограмм использовали международную базу данных ICDD-2006. Обозначения Δ - пики, соответствующие кристаллической фазе TiS3. Результаты показывают присутствие хорошо закристаллизованного продукта, монофазного образца TiS3. Наблюдается моноклинная P21/m (11)), кристаллическая структура с параметрами a=4.958, b=3.401 и c=8.778 и размером ОКР ~81 нм.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a flow chart of an electrode based on a material of composition TiS 3 . The appearance of the starting reagents and the obtained powder is shown in FIG. 2. It is seen that the obtained TiS 3 is a finely divided black powder. An X-ray powder pattern of a TiS 3 material is shown in FIG. 3. X-ray phase analysis was carried out on a D8-Advance "Bruker" X-ray diffractometer (monochromatic CuK α radiation, operating voltage 40 kV at a current of 40 mA in the range of angles 2θ = 5-90 °). the analysis results were processed using the program "WINFIT 1.2.1.", using the Fourier transform of the profile of the reflex. To estimate the size of coherent scattering regions (CSRs), we used the Selyakov-Scherer equation: DOКP = 0.9 λ / (β⋅cosθ), where λ is the CuKα wavelength, β is the half-height diffraction reflection width. To decode the diffraction patterns, the ICDD-2006 international database was used. The Δ notation is the peak corresponding to the crystalline phase of TiS 3 . The results show the presence of a well crystallized product, a monophasic TiS 3 sample. Monoclinic P2 1 / m (11)) is observed, a crystalline structure with parameters a = 4.958, b = 3.401 and c = 8.778 and a CSR size of ~ 81 nm.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.The claimed method is as follows.

В качестве исходных реагентов выбраны кристаллическая элементарная сера, титановый порошок (150-300 мкм, 80 mesh) или измельченные кусочки листового титана, которые, отличаются более высоким содержанием титана, которые помещены в ампулу из перикса и запаяны газовой горелкой. При проведении данного процесса установлено, что при помещении в ампулу данных исходных веществ при запаивании наблюдается легкое воспламенение, что предположительно связано с горением и окислением мелкодисперсного металлического порошка. Добавление окисленного металла в состав исходных реагентов способно в конечном итоге вносить примеси в конечный продукт, образованию оксисульфида. Во избежание этого необходимо тщательно протирать запаиваемые концы трубки из перикса. Использование простых веществ при твердофазовом синтезе более целесообразно, чем веществ сложного состава, другой дисперсности или происхождения, так как это позволяет получить более качественный продукт осаждения, наиболее однородный и закристаллизованный.Crystalline elemental sulfur, titanium powder (150-300 microns, 80 mesh) or crushed pieces of titanium sheet, which are characterized by a higher titanium content, which are placed in a perix ampoule and sealed with a gas burner, are selected as initial reagents. When carrying out this process, it was found that when these starting materials are placed in an ampoule, slight ignition is observed during sealing, which is presumably associated with the combustion and oxidation of finely divided metal powder. The addition of oxidized metal to the composition of the starting reagents is capable of ultimately introducing impurities into the final product, the formation of oxysulfide. To avoid this, carefully wipe the sealed ends of the tube from the perix. The use of simple substances in solid-phase synthesis is more appropriate than substances of complex composition, different dispersion or origin, as this allows you to get a better precipitation product, the most homogeneous and crystallized.

При синтезе порошка активного вещества состава TiS3 необходимо строго соблюдать соотношение компонентов, температуру, условия синтеза и избегать попадания примесей. Также необходимо учитывать химические свойства каждого из реагентов, которые участвуют в синтезе. Согласно фазовой диаграмме системы Ti-S соединение TiS3 кристаллизуется в узком интервале температур 500-632°С и соотношений между S и Ti. Таким образом также необходимо избегать разложения TiS3 на TiS2 и S при температурах выше 500°С. Все данные факторы необходимо учитывать для получения качественного продукта.When synthesizing a powder of an active substance of TiS 3 composition, it is necessary to strictly observe the ratio of components, temperature, synthesis conditions and avoid ingress of impurities. It is also necessary to take into account the chemical properties of each of the reagents that participate in the synthesis. According to the phase diagram of the Ti-S system, the TiS 3 compound crystallizes in a narrow temperature range of 500-632 ° C and the ratios between S and Ti. Thus, it is also necessary to avoid decomposition of TiS 3 into TiS 2 and S at temperatures above 500 ° C. All these factors must be considered to obtain a quality product.

Запаянной ампулу из пирекса обжигают течение 12 ч при 400°С в трубчатой печи фирмы «Nabertherm» с изотермической выдержкой и затем охлаждают.The sealed pyrex ampoule is fired for 12 hours at 400 ° C in an Nabertherm tube furnace with isothermal exposure and then cooled.

Затем на основе полученного порошкообразного продукта изготовляют пасту: вес исходных исходные компонентов рассчитывают и взвешивают на весах исходя из соотношения: 75% активного вещества (порошок), 5% фторопласта, 20% сажи (марки "Super Р") смешивают и перетирают в агатовой ступке в течение 15-20 минут. Затем пересыпают в пробирку Eppendorf и добавляют до 9 капель растворителя. Количество растворителя выбирается в зависимости от массы сухого вещества и желаемой консистенции раствора. Для однородности, раствор перемешивается с помощью специальных установок: в ультразвуковой ванне (диспергатор УЗДН-2Т) с частотой до 22 кГц или ротора фирмы «ELMI» (модель «RM-1L», скорость вращения держателя: 99 об/мин, время перемешивания: 10-15 минут). В первом случае перемешивание производилось косвенным методом. Насадка установки помещалась не в раствор, а в емкость с водой, куда предварительно была помещена пробирка с пастой. Второй случай использовался для пастообразной консистенции.Then, based on the obtained powdery product, a paste is made: the weight of the initial starting components is calculated and weighed on a balance based on the ratio: 75% of the active substance (powder), 5% of fluoroplastic, 20% of carbon black (Super P brand) are mixed and ground in an agate mortar for 15-20 minutes. Then pour into an Eppendorf tube and add up to 9 drops of solvent. The amount of solvent is selected depending on the mass of dry matter and the desired consistency of the solution. For homogeneity, the solution is mixed using special installations: in an ultrasonic bath (dispersant UZDN-2T) with a frequency of up to 22 kHz or a rotor from ELMI (model RM-1L, holder rotation speed: 99 rpm, mixing time: 10-15 minutes). In the first case, mixing was carried out by an indirect method. The nozzle of the installation was placed not in a solution, but in a container with water, where a test tube with paste was previously placed. The second case was used for a pasty consistency.

Непосредственно для изготовления электродов, используется стальная сетка-нержавейка, в качестве подложки и ранее приготовленная паста. Для обеспечения низкого внутреннего сопротивления и связности всех компонентов композита происходит тщательная подготовка подложки. Стальную сетку промыть горячей водой с помощью моющего средства. Затем ополоснуть дистиллированной водой и обработать этиловым спиртом или ацетоном. Стальную сетку сушат в сушильном шкафу 30 минут при температуре 60°С. Затем пасту с помощью кисти наносят на стальную сетку и высушивают в вакуумной печи в течение 2 ч при 60°С.Directly for the manufacture of electrodes, a stainless steel mesh is used, as a substrate and previously prepared paste. To ensure low internal resistance and connectivity of all components of the composite, careful preparation of the substrate occurs. Wash steel mesh with hot water and detergent. Then rinse with distilled water and treat with ethyl alcohol or acetone. The steel mesh is dried in an oven for 30 minutes at a temperature of 60 ° C. Then the paste is applied with a brush to a steel mesh and dried in a vacuum oven for 2 hours at 60 ° C.

Для получения информации о степени покрытия электрода и кинетике электродных реакций использована циклическая вольтамперометрия. В циклической вольтамперометрии на электрод налагают треугольные импульсы потенциала и регистрируют получающийся ток. В итоге получаются циклические вольтамперограммы электрода, при различных скоростях развертки. При анализе отклика необходимо разделять емкость, создаваемую обратимыми окислительно-восстановительными реакциями (необходимый результат), необратимыми окислительно-восстановительными реакциями и емкость, создаваемую двойным электрическим слоем, поэтому развертку проводят несколько циклов (более 10) и при разных скоростях развертки, наблюдая за происходящими изменениями.To obtain information on the degree of electrode coverage and the kinetics of electrode reactions, cyclic voltammetry was used. In cyclic voltammetry, triangular potential pulses are applied to the electrode and the resulting current is recorded. As a result, cyclic voltammograms of the electrode are obtained at different scan rates. When analyzing the response, it is necessary to separate the capacitance created by the reversible redox reactions (the desired result), the irreversible redox reactions and the capacitance created by the double electric layer, therefore, the scan is carried out for several cycles (more than 10) and at different scan rates, observing the changes .

Результаты, полученные методом циклической вольтамперометрии представлены на фиг. 4 (скорость развертки 50 мВ/с). На циклической вольтамперограмме фиксируются стабильные пики при ~200, 850 и -350 мВ, что явно указывает на наличие процессов интеркаляции Mg2+ в кристаллическую решетку TiS3 и связанных с ней обратимых окислительно-восстановительных реакций.The results obtained by cyclic voltammetry are presented in FIG. 4 (sweep speed 50 mV / s). Stable peaks are fixed on the cyclic voltammogram at ~ 200, 850, and -350 mV, which clearly indicates the presence of intercalation of Mg 2+ in the TiS 3 crystal lattice and the associated reversible redox reactions.

Таким же образом был получен ряд других экспериментальных образцов, представленный в табл. 1-3, однако наиболее четкие пики наблюдаются у образца, описанного выше.In the same way, a number of other experimental samples were obtained, which are presented in Table. 1-3, however, the sharpest peaks are observed in the sample described above.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Полученный нанокомпозитный электрод по своим электрохимическим свойствам (удельная емкость, скорость заряда/разряда, стабильность) и экологичности и доступности исходных материалов для изготовления перспективен в качестве электрода и электролита с Mg2+ как электроактивный ион и может быть рекомендован для использования в составе Mg-ионных батарей.The resulting nanocomposite electrode in its electrochemical properties (specific capacity, charge / discharge rate, stability) and environmental friendliness and availability of starting materials for manufacturing is promising as an electrode and an electrolyte with Mg 2+ as an electroactive ion and can be recommended for use in Mg-ion batteries.

При создании новых материалов для современной энергетики ключевым вопросом является разработка технологий получения высококачественных композитов с заданными физико-химическими, электрическими и механическими свойствами. В результате исследований, проведенных в данной работе, предложена технология твердофазового синтеза активного материала состава TiS3 для создания композиционного электрода на его основе для использования в составе Mg-ионных батарей. Подобрано соотношение исходных материалов и оптимальные условия получения кристаллического порошка материала состава TiS3 и выявлены условия его формирования. Установлено, что размер кристаллитов моноклинного TiS3 не 81 нм при температуре 400°С. Полученные электродные материалы обладают высокой Mg2+-ионной и электронной электропроводностью при комнатной температуре, а также высокими удельной емкостью (709,3 Ф/г), скоростью заряда/разряда и стабильностью.When creating new materials for modern energy, the key issue is the development of technologies for producing high-quality composites with desired physicochemical, electrical, and mechanical properties. As a result of the studies conducted in this work, a solid-phase synthesis technology of the active material of the TiS 3 composition is proposed to create a composite electrode based on it for use as part of Mg-ion batteries. The ratio of the starting materials and the optimal conditions for obtaining a crystalline powder of a material of TiS 3 composition were selected and the conditions for its formation were revealed. It was established that the crystallite size of monoclinic TiS 3 is not 81 nm at a temperature of 400 ° C. The resulting electrode materials have high Mg 2+ -ionic and electronic conductivity at room temperature, as well as high specific capacitance (709.3 F / g), charge / discharge rate and stability.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения предложенной технологии синтеза порошка активного материала состава TiS3 и композиционного электрода на его основе для использования в составе Mg-ионных батарей.Thus, the obtained results testify to the prospects of using the proposed technology for the synthesis of powder of an active material of the composition TiS 3 and a composite electrode based on it for use in Mg-ion batteries.

Claims (4)

1. Способ получения электродов на основе TiS3 для электрохимических накопителей энергии с неорганическим водным Mg-ионным электролитом, отличающийся тем, что в качестве исходных реагентов используют кристаллическую элементарную серу, титановый порошок (150-300 мкм, 80 mesh) или измельченные кусочки листового титана, которые обжигают в запаянной ампуле из пирекса в течение 12 ч при 400°С с изотермической выдержкой, после чего на основе полученного порошкообразного продукта изготовляют пасту, которая содержит 75% полученного порошкообразного продукта, 5% фторопласта и 20% сажи, которые смешивают и перетирают в ступке в течение 15-20 минут, затем пересыпают в пробирку Eppendorf и добавляют растворитель, количество которого выбирают в зависимости от массы сухого вещества и желаемой консистенции раствора, затем раствор перемешивают и наносят на стальную сетку, которую высушивают в вакуумной печи в течение 2 ч при 60°С.1. The method of producing electrodes based on TiS 3 for electrochemical energy storage with an inorganic aqueous Mg-ionic electrolyte, characterized in that the initial reagents use crystalline elemental sulfur, titanium powder (150-300 μm, 80 mesh) or crushed pieces of sheet titanium which are fired in a sealed pyrex ampoule for 12 hours at 400 ° C with isothermal exposure, after which a paste is prepared based on the obtained powder product, which contains 75% of the obtained powder product a, 5% fluoroplastic and 20% carbon black, which are mixed and ground in a mortar for 15-20 minutes, then poured into an Eppendorf tube and a solvent is added, the amount of which is selected depending on the dry matter mass and the desired solution consistency, then the solution is mixed and applied to a steel mesh, which is dried in a vacuum oven for 2 hours at 60 ° C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание раствора осуществляют с помощью ультразвуковой ванны с частотой до 22 кГц.2. The method according to p. 1, characterized in that the stirring of the solution is carried out using an ultrasonic bath with a frequency of up to 22 kHz. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание раствора осуществляют с помощью ротора со скоростью вращения держателя 99 об/мин в течение 10-15 минут.3. The method according to p. 1, characterized in that the stirring of the solution is carried out using a rotor with a holder rotation speed of 99 rpm for 10-15 minutes. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют предварительную подготовку стальной сетки, которую промывают горячей водой с помощью моющего средства, затем ополаскивают дистиллированной водой и обрабатывают этиловым спиртом или ацетоном, после чего стальную сетку сушат в сушильном шкафу в течение 30 минут при температуре 60°С.4. The method according to p. 1, characterized in that the preliminary preparation of the steel mesh is carried out, which is washed with hot water using detergent, then rinsed with distilled water and treated with ethanol or acetone, after which the steel mesh is dried in an oven for 30 minutes at a temperature of 60 ° C.
RU2019125402A 2019-08-09 2019-08-09 METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE RU2713401C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125402A RU2713401C1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125402A RU2713401C1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713401C1 true RU2713401C1 (en) 2020-02-05

Family

ID=69625357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125402A RU2713401C1 (en) 2019-08-09 2019-08-09 METHOD OF PRODUCING TiS3 BASED ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGES WITH INORGANIC AQUEOUS Mg-ION ELECTROLYTE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713401C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811588C1 (en) * 2023-07-27 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for synthesis of monocrystalline titanium trisulphide

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110111286A1 (en) * 2008-06-05 2011-05-12 Sony Corporation Nonaqueous electrolytic solution containing magnesium ions, and electrochemical device using the same
CN102569877A (en) * 2010-12-28 2012-07-11 索尼公司 Lithium secondary battery, positive electrode active material, positive electrode, electric tool and electric vehicle
US20140106214A1 (en) * 2012-03-29 2014-04-17 Pellion Technologies, Inc. Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells
US8932760B2 (en) * 2013-03-26 2015-01-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. High capacity cathode material for a magnesium battery
RU2560717C2 (en) * 2010-02-12 2015-08-20 Алево Рисерч АГ Rechargeable electrochemical cell
CN109565074A (en) * 2016-05-31 2019-04-02 深圳中科瑞能实业有限公司 A kind of secondary cell and preparation method thereof
CN109755530A (en) * 2019-01-07 2019-05-14 华东师范大学 A kind of titanium barium bimetallic oxide surface coating method of high pressure lithium cobaltate cathode material

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110111286A1 (en) * 2008-06-05 2011-05-12 Sony Corporation Nonaqueous electrolytic solution containing magnesium ions, and electrochemical device using the same
RU2560717C2 (en) * 2010-02-12 2015-08-20 Алево Рисерч АГ Rechargeable electrochemical cell
CN102569877A (en) * 2010-12-28 2012-07-11 索尼公司 Lithium secondary battery, positive electrode active material, positive electrode, electric tool and electric vehicle
US20140106214A1 (en) * 2012-03-29 2014-04-17 Pellion Technologies, Inc. Layered materials with improved magnesium intercalation for rechargeable magnesium ion cells
US8932760B2 (en) * 2013-03-26 2015-01-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. High capacity cathode material for a magnesium battery
CN109565074A (en) * 2016-05-31 2019-04-02 深圳中科瑞能实业有限公司 A kind of secondary cell and preparation method thereof
CN109755530A (en) * 2019-01-07 2019-05-14 华东师范大学 A kind of titanium barium bimetallic oxide surface coating method of high pressure lithium cobaltate cathode material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811588C1 (en) * 2023-07-27 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for synthesis of monocrystalline titanium trisulphide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zuo et al. Bismuth oxide: a versatile high-capacity electrode material for rechargeable aqueous metal-ion batteries
Deng et al. Highly enhanced lithium storage capability of LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 by coating with Li 2 TiO 3 for Li-ion batteries
Kim et al. Novel SnS2-nanosheet anodes for lithium-ion batteries
Nakayama et al. Electrochemical synthesis of birnessite-type layered manganese oxides for rechargeable lithium batteries
Lee et al. Electrochemical investigations on TiO2-B nanowires as a promising high capacity anode for sodium-ion batteries
Criado et al. Effect of chromium doping on Na3V2 (PO4) 2F3@ C as promising positive electrode for sodium-ion batteries
JP2021520601A (en) Microwave-assisted sol-gel process for preparing in-situ carbon-coated electrode materials and their products
Wang et al. Effect of surface fluorine substitution on high voltage electrochemical performances of layered LiNi0. 5Co0. 2Mn0. 3O2 cathode materials
Niu et al. Revisiting the open-framework zinc hexacyanoferrate: the role of ternary electrolyte and sodium-ion intercalation mechanism
Kim et al. Toward the understanding of the reaction mechanism of Zn/MnO2 batteries using non-alkaline aqueous electrolytes
Klee et al. Improved Surface Stability of C+ M x O y@ Na3V2 (PO4) 3 Prepared by Ultrasonic Method as Cathode for Sodium-Ion Batteries
CA2643861A1 (en) Electrochemical composition having cocrystalline structure and process of preparing same
Criado et al. Highly dispersed oleic-induced nanometric C@ Na3V2 (PO4) 2F3 composites for efficient Na-ion batteries
Novikova et al. Electrical conductivity and electrochemical characteristics of Na 3 V 2 (PO 4) 3-based NASICON-type materials
Li et al. Molten salt electrochemical synthesis of sodium titanates as high performance anode materials for sodium ion batteries
Zhang et al. Synthesis, conversion, and comparison of the photocatalytic and electrochemical properties of Na2Ti6O13 and Li2Ti6O13 nanobelts
Yuan et al. Improved cycling performance of P2-Na0. 67Ni0. 33Mn0. 67O2 based on Sn substitution combined with polypyrrole coating
Diao et al. Low-valence bicomponent (FeO) x (MnO) 1− x nanocrystals embedded in amorphous carbon as high-performance anode materials for lithium storage
Su et al. Ultrafast rate capability of V2O5 yolk-shell microspheres with hierarchical nanostructure as an aqueous lithium-ion battery anode
Ma et al. Effect of Mg 2+ and Mg 2+/Li+ electrolytes on rechargeable magnesium batteries based on an erythrocyte-like CuS cathode
Amedzo-Adore et al. Chemically lithiated layered VOPO4 by a microwave-assisted hydrothermal method and its electrochemical properties in rechargeable Li-ion batteries and supercapacitor applications
Liu et al. The Relationship between Initial Coulombic Efficiency and Transition Metal Ion Redox in P2-Na0. 85 [Cu0. 1Fe x Mn1–x] O2 Cathodes
Roy et al. Advanced sodium storage property in an exfoliated MoO 3 anode: the stability and performance improvement by in situ impedance mapping
Andrukaitis Lithium intercalation in electrodeposited vanadium oxide bronzes
Huang et al. Layered MNb3O8 (M= H, Li, Na, K) driven by intercalation pseudo-capacitor for lithium battery anode material