SCOPUS
SCIE
Structural and electrochemical evaluation of bismuth doped lithium titanium oxides for lithium ion batteries
저자
Subburaj, T. ; Prasanna, K. ; Kim, Ki Jae ; Ilango, P. Robert ; Jo, Yong Nam ; Lee, Chang Woo
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2015
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
23-29(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Micro-sized Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>5−x</SUB>Bi<SUB>x</SUB>O<SUB>12</SUB> (0 ≤ x ≤ 0.15) materials are synthesized using a simple solid state method in air. The structural, morphological, and electrochemical characteristics of Bi-doped lithium titanates and pristine samples are methodically analyzed by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The XRD and Raman spectroscopy results demonstrate that bismuth-doping do not alter the spinel structure and good crystalline materials are synthesized. The FE-SEM images show that all samples possess the same morphological characteristics, with a particle size distribution of 0.5–1 μm. The electrochemical cycling testing reveals that the Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>4.9</SUB>Bi<SUB>0.10</SUB>O<SUB>12</SUB> sample exhibits discharge capacities of 205.4 mAh g<SUP>−1</SUP>, 160.8 mAh g<SUP>−1</SUP>, and 135.4 mAh g<SUP>−1</SUP> after 50 cycles at 1C, 5C, and 10C-rates, respectively. The differential capacity curves suggest that the Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>4.9</SUB>Bi<SUB>0.10</SUB>O<SUB>12</SUB> sample has a weaker polarization effect than the other samples. The EIS measurements imply that the Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>4.9</SUB>Bi<SUB>0.10</SUB>O<SUB>12</SUB> sample possesses a high electronic conductivity and lithium ion diffusivity, which demonstrate that this new Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>4.9</SUB>Bi<SUB>0.10</SUB>O<SUB>12</SUB> material would be a good candidate as an anode for lithium ion batteries.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Bi-doped Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>5</SUB>O<SUB>12</SUB> anode materials are synthesized by facile solid-state method. </LI> <LI> Bi-doping leads to give high electronic conductivity and lithium diffusivity. </LI> <LI> Also, it is effective to be in stable structure and suppression of polarization effect. </LI> <LI> Li<SUB>4</SUB>Ti<SUB>4.9</SUB>Bi<SUB>0.10</SUB>O<SUB>12</SUB> material would be a good candidate as an anode for lithium ion batteries. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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