SCOPUS
SCIE
Improving the electrochemical performance of anatase titanium dioxide by vanadium doping as an anode material for lithium-ion batteries
저자
Anh, Ly Tuan ; Rai, Alok Kumar ; Thi, Trang Vu ; Gim, Jihyeon ; Kim, Sungjin ; Shin, Eui-Chol ; Lee, Jong-Sook ; Kim, Jaekook
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2013
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
891-898(8쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Undoped and 2 wt% vanadium (V<SUP>5+</SUP>) doped TiO<SUB>2</SUB> samples are prepared in polyol medium by low-temperature solvothermal method. The as-prepared samples are annealed at 400 °C for 5 h in an air atmosphere to increase the crystallinity. The XRD pattern shows that pure anatase TiO<SUB>2</SUB> is formed in both the doped and undoped samples. The maximum sizes of nanoparticles are found to be 300 nm and 15 nm with spherical shaped morphology for undoped TiO<SUB>2</SUB> and V<SUP>5+</SUP> doped TiO<SUB>2</SUB> samples respectively. In addition, 2 wt% V<SUP>5+</SUP> doped sample exhibits excellent electrochemical performance with high reversible specific capacity and excellent rate capability compared to the undoped case. This improvement can be attributed to the substitution of the Ti<SUP>4+</SUP> ions by V<SUP>5+</SUP> ions in the TiO<SUB>2</SUB> lattice and create more Ti<SUP>4+</SUP> vacancies in the lattice. This action may lead to the generation of apparently more number of free holes in the doped p-type semiconductor. Therefore, the increased hole concentration in the valence band can contribute to the electrical conductivity of the doped sample. Vanadium doping also influences the sample crystallinity and reduces the particle size, which provides a larger active surface area than that of undoped TiO<SUB>2</SUB>.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A study on V<SUP>5+</SUP> doped TiO<SUB>2</SUB> as a high performance anode for lithium ion battery. </LI> <LI> V<SUP>5+</SUP> doping significantly influence the crystal structure and particle sizes. </LI> <LI> The electronic conductivity is largely improved through V<SUP>5+</SUP> doping. </LI> <LI> V<SUP>5+</SUP> doping greatly increased both the reversible capacity and cycling stability of TiO<SUB>2</SUB>. </LI> </UL> </P>
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