journal article·2009-04-28

Self-Assembled TiO2–Graphene Hybrid Nanostructures for Enhanced Li-Ion Insertion

Donghai Wang, Daiwon Choi, Juan Li, Zhenguo Yang, Zimin Nie, Rong Kou, Dehong Hu, Chongmin Wang, Laxmikant V. Saraf, Jiguang Zhang, Ilhan A. Aksay, Jun Liu

ACS Nano· Volume 3· Issue 4
Publisher page

Abstract

We used anionic sulfate surfactants to assist the stabilization of graphene in aqueous solutions and facilitate the self-assembly of in situ grown nanocrystalline TiO2, rutile and anatase, with graphene. These nanostructured TiO2-graphene hybrid materials were used for investigation of Li-ion insertion properties. The hybrid materials showed significantly enhanced Li-ion insertion/extraction in TiO2. The specific capacity was more than doubled at high charge rates, as compared with the pure TiO2 phase. The improved capacity at high charge-discharge rate may be attributed to increased electrode conductivity in the presence of a percolated graphene network embedded into the metal oxide electrodes.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advancements in Battery Materials · Graphene research and applications · Supercapacitor Materials and Fabrication

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Pacific Northwest National Laboratory Richland, Washington 99352

Department of Chemical Engineering, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544

References (50)

Show source-provided references
1. Maier J. · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 80510.1038/nmat1513 ↗
2. Tarascon J. M. · Nature · 2001 · 414 · 35910.1038/35104644 ↗
3. Arico A. S. · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 36610.1038/nmat1368 ↗
4. Sakamoto J. S. · J. Mater. Chem. · 2002 · 12 · 285910.1039/b205634h ↗
5. Chen Z. H. · J. Electrochem. Soc. · 2002 · 149 · A1184−A1189
6. Prosini P. P. · Electrochim. Acta · 2001 · 46 · 351710.1016/S0013-4686(01)00631-4 ↗
7. Dominko R. · J. Electrochem. Soc. · 2005 · 152 · A607−A610
8. Erjavec B. · Electrochem. Commun. · 2008 · 10 · 92610.1016/j.elecom.2008.04.006 ↗
9. Herle P. S. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 14710.1038/nmat1063 ↗
10. Leroux F. · J. Electrochem. Soc. · 1996 · 143 · L181−L18310.1149/1.1837078 ↗
11. Goward G. R. · Electrochim. Acta · 1998 · 43 · 130710.1016/S0013-4686(97)10035-4 ↗
12. Armstrong G. · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 259710.1002/adma.200601232 ↗
13. Kavan L. · J. Electrochem. Soc. · 1996 · 143 · 39410.1149/1.1836455 ↗
14. Armstrong A. R. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 228610.1002/anie.200353571 ↗
15. Zukalova M. · Chem. Mater. · 2005 · 17 · 124810.1021/cm048249t ↗
16. Zhou Y. K. · J. Electrochem. Soc. · 2003 · 150 · A1246−A1249
17. Hu Y. S. · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 142110.1002/adma.200502723 ↗
18. Baudrin E. · Electrochem. Commun. · 2007 · 9 · 33710.1016/j.elecom.2006.09.022 ↗
19. Jiang C. H. · Electrochem. Solid-State Lett. · 2007 · 10 · A127−A12910.1149/1.2712041 ↗
20. Reddy M. A. · Electrochem. Commun. · 2006 · 8 · 129910.1016/j.elecom.2006.05.021 ↗
21. Moskon J. · J. Electrochem. Soc. · 2006 · 153 · A1805−A181110.1149/1.2221864 ↗
22. Sakamoto J. S. · J. Electrochem. Soc. · 2002 · 149 · A26−A3010.1149/1.1425791 ↗
23. Hu Y. S. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 196310.1002/adma.200700697 ↗
24. Guo Y. G. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 208710.1002/adma.200602828 ↗
25. Moriguchi I. · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 6910.1002/adma.200501366 ↗
26. Berger C. · Science · 2006 · 312 · 119110.1126/science.1125925 ↗
27. Novoselov K. S. · Science · 2004 · 306 · 66610.1126/science.1102896 ↗
28. Stankovich S. · Nature · 2006 · 442 · 28210.1038/nature04969 ↗
29. Ramanathan T. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 32710.1038/nnano.2008.96 ↗
30. Peigney A. · Carbon · 2001 · 39 · 50710.1016/S0008-6223(00)00155-X ↗
31. McAllister M. J. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 439610.1021/cm0630800 ↗
32. Schniepp H. C. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 853510.1021/jp060936f ↗
33. Yoo E. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 227710.1021/nl800957b ↗
34. Paek S.-M. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 7210.1021/nl802484w ↗
35. Williams G. · ACS Nano · 2008 · 2 · 148710.1021/nn800251f ↗
36. Wang X. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 815210.1021/ja8023059 ↗
37. Nethravathi C. · Langmuir · 2008 · 24 · 824010.1021/la8000027 ↗
38. Aksay I. A. · Science · 1996 · 273 · 89210.1126/science.273.5277.892 ↗
39. Schniepp H. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1237810.1021/ja0624826 ↗
40. Kresge C. T. · Nature · 1992 · 359 · 71010.1038/359710a0 ↗
41. Gomez-Navarro C. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 349910.1021/nl072090c ↗
42. Si Y. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 167910.1021/nl080604h ↗
43. Bonard J. M. · Adv. Mater. · 1997 · 9 · 82710.1002/adma.19970091014 ↗
44. Richard C. · Science · 2003 · 300 · 77510.1126/science.1080848 ↗
45. Li D. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 10110.1038/nnano.2007.451 ↗
46. Wang D. H. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 1349910.1021/jp804250f ↗
47. Wang D. H. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 343510.1021/cm8002589 ↗
48. Stankovich S. · Carbon · 2007 · 45 · 155810.1016/j.carbon.2007.02.034 ↗
49. Yamabi S. · Chem. Mater. · 2002 · 14 · 60910.1021/cm010559d ↗
50. Wang D. H. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1367010.1021/ja0655993 ↗