Electrochemical lithium insertion in TiO2 with the ramsdellite structure

Kühn, A.; Amandi, R; Garcı́a-Alvarado, F.

doi:10.1016/s0378-7753(00)00530-9

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“…10,11 Ramsdellite titanium dioxide, TiO 2 (R), is one of the polymorphs of TiO 2 and is another promising candidate as a high potential anode. [12][13][14][15][16][17][18] Gover et al demonstrated that TiO 2 (R) has a high reversible capacity (275 mAh g ¹1 ) close to the theoretical capacity of 335 mAh g ¹1 . 16 In the literature, metallic Ti powder has been used for the preparation of ramsdelite LiTi 2 O 4 , LiTi 2 O 4 (R), which is a precursor of TiO 2 (R); however, the use of metallic Ti powder would have a safety problem in commercial production.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 81%

Preparation and Charge/Discharge Characteristics of Carbon-modified Ramsdellite TiO<sub>2</sub> as a High Potential Anode

et al. 2015

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Carbon-modified ramsdellite titanium dioxide, TiO 2 (R), was prepared without using metallic Ti powder, and its charge and discharge properties was investigated as an anode of lithium ion batteries. Carbon sources (citric acid and multi-walled carbon nanotubes) were added in the calcination process to obtain a LiTi 2 O 4 precursor. The carbon addition was indispensable to obtain stoichiometric LiTi 2 O 4 as a precursor and the resulting Li + -free TiO 2 (R). The carbon-modified TiO 2 (R) had a round shape and a smaller particle size of 0.5-1.5 µm. The discharge capacity and rate-capability were improved by carbon modification due to an enhancement of the electronic conductivity and a reduction of the lithium-ion diffusion path.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 81%

Preparation and Charge/Discharge Characteristics of Carbon-modified Ramsdellite TiO<sub>2</sub> as a High Potential Anode

et al. 2015

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“…Esto parece lógico si se tiene en cuenta que la sustitución no afecta a la cantidad de Ti 4+ inicialmente presente, la cual contribuye, en su mayor parte, a la aparición, a bajo potencial (1.5 V), de una meseta de potencial casi constante cuando se reduce a Ti 3+ . Inferimos así que la utilidad que tendrían estos materiales como electrodo negativo en baterías del tipo ion litio sería idéntica a la ya propuesta para LiTi 2 O 4 (8).…”

Section: Liti 2-x V X Ounclassified

“…En función de la cantidad de litio que se consigue albergar y del potencial medio de intercalación, algunas de estas ramsdellitas pueden ser consideradas como candidatas a electrodos en baterías de litio (6)(7)(8). En el caso particular de las ramsdellitas de titanio, la característica común es la existencia de un proceso, mediante el cuál el Ti 4+ es reducido a Ti 3+ a un potencial medio de 1.5 V, por lo que la aplicación de este tipo de materiales debe dirigirse hacia el electrodo negativo.…”

Section: Introductionunclassified

La transformación espinela-ramsdelita: una nueva ruta de obtención de materiales para baterías recargables de litio

Garcı́a-Alvarado¹,

Kühn²,

Martín-Gil³

2002

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Monte (Madrid).Se han investigado las posibles transformaciones a alta temperatura de diversas espinelas del tipo LiTi 2-x M x O 4 con M = V, Cr, Fe y Co, habiéndose determinado que es posible la obtención de nuevas rasmdellitas LiTi 2-x V x O 4 y LiTi 2-x Cr x O 4 con 0 ≤ x ≤ 1. La caracterización estructural mediante difracción de rayos X y las medidas de susceptibilidad magnética realizadas para el caso del cromo, en unión de los datos aportados por el estudio electroquímico realizado, han permitido establecer que la sustitución catiónica lleva a compuestos del tipo Li(Ti. El comportamiento electroquímico de LiTi 2-x V x O 4 permite proponer su posible uso como electrodo negativo en baterías de ion litio, ya que estos nuevos electrodos desarrollan capacidades de 160 mAh/g a un potencial medio de 1.5 V, valores que resultan similares a los del compuesto sin sustituir, la ramsdellita LiTi 2 O 4 (166 mAh/g). Hay que destacar el comportamiento versátil de una nueva familia de ramsdellitas, LiTi 2-x Cr x O 4 . El estudio presentado sobre el miembro de esta familia con x = 1, la composición que se ha considerado más relevante, ha permitido proponer a este nuevo material como un buen candidato a electrodo negativo en baterías recargables de litio. Además de poder desarrollar en reducción, una capacidad máxima de 157 mAh/g a un potencial medio de 1.5 V, el material puede desarrollar en oxidación una capacidad de unos 90 mAh/g bajo una densidad de corriente de 0.1 mA/cm 2 , por lo que podría actuar como el electrodo positivo, ya que en este caso el potencial medio de trabajo sería de 4 V. . The electrochemical behaviour of the series LiTi 2-x V x O 4 makes these oxides useful as negative electrode in rechargeable lithium ion batteries. Electrodes consisting of LiTi 2-x V x O 4 would develop at 1.5 volts reversible capacities of about 160 mAh/g, value which is close to that described for the parent LiTi 2 O 4 . We would like to remark the versatile behaviour of the new ramsdellite series LiTi 2-x Cr x O 4 . A detailed study of the intercalation electrochemistry of the member with x = 1, e.g. LiTiCrO 4 , shows that this new material may be useful as the negative electrode in rechargeable lithium ion batteries. A maximal theoretical capacity of 157 mAh/g is developed at an average potential of 1.5 Volts When an electrochemical oxidation under a density current of 0.1 mA/cm 2 is performed on LiTiCrO 4 , the compound develops a capacity of 90 mAh/g at an average potential of 4 Volts. Hence, this ramsdellite may also be useful for the positive electrode in lithium batteries. Palabras clave: ramsdellita, baterías recargables de litio, intercalación electroquímica de litio, nuevos materiales para electrodo Spinel -ramsdellite transition: A new synthesis route to materials useful as electrodes in rechargeable lithium batteries INTRODUCCIÓNEn 1991 la compañía Sony comercializó la primera batería recargable de ion litio y desde entonces, siguiendo la configuración de ésta, la mayoría de los dispositivos usan el óxido LiCoO 2 co...

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“…The strong candidates of the nanomaterials can be listed as carbon nanotubes (CNTs) [10], carbon nanofibers (CNFs) [97][98], graphene [11], Si nanowires [12], transition metal oxide nanoparticles [13] and so on. In particular, the LIB cell assembled by those nanostructured anodes have demonstrated their excellent electrochemical properties with respect to safety, high energy density, C-rate capability and long cycle lifetime relative to those of the conventional graphite anodes.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…carbon nanotubes (CNTs) [10], graphene [11], silicon (Si) nanowires [12], and transition metal oxide nanoparticles [13]). Metals that store lithium ions are among the most appealing and competitive candidates for new types of anodes in LIBs.…”

Section: Overviewmentioning

confidence: 99%

Enhanced 3-Dimensional Carbon Nanotube Based Anodes for Li-ion Battery Applications

Kang¹

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Electrochemical lithium insertion in TiO2 with the ramsdellite structure

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Preparation and Charge/Discharge Characteristics of Carbon-modified Ramsdellite TiO<sub>2</sub> as a High Potential Anode

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La transformación espinela-ramsdelita: una nueva ruta de obtención de materiales para baterías recargables de litio

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