SCOPUS
SCIE
Unveiling origin of additional capacity of SnO<sub>2</sub> anode in lithium-ion batteries by realistic <i>ex situ</i> TEM analysis
저자
Lee, Seung-Yong ; Park, Kyu-Young ; Kim, Won-Sik ; Yoon, Sangmoon ; Hong, Seong-Hyeon ; Kang, Kisuk ; Kim, Miyoung
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2016
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
234-245(12쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>The SnO<SUB>2</SUB> material has been considered as a promising lithium-ion battery anode candidate, and recently, the importance has been increased due to its high performance in sodium-ion batteries. Remarkably, the SnO<SUB>2</SUB> lithium-ion battery anode usually shows extra specific capacity that greatly exceeds the theoretical value. Partial reversibility of conversion reaction has been commonly considered to contribute the extra capacity, however, this has not clearly solved due to the indirect experimental evidences. Here, a realistic <I>ex situ</I> transmission electron microscopy (TEM) analysis technique was developed to reveal the origin of the extra capacity. We demonstrate that reactions of Li<SUB>2</SUB>O phase contribute to the extra capacity and the reverse conversion reaction of SnO<SUB>2</SUB> hardly occurs in the real battery system. This work provides significant implications for establishing an accurate electrochemical reaction mechanism of SnO<SUB>2</SUB> lithium-ion battery anode, which may lead to inspiration on enhancing performance of the SnO<SUB>2</SUB> anode in lithium- and sodium-ion batteries as well. Furthermore, the robust <I>ex situ</I> TEM experimental approach we have introduced is extensively applicable to analyses of various battery electrode materials.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Realistic <I>ex situ</I> TEM experimental technique for analysis of batteries was developed. </LI> <LI> Decreasing reactions of lithium oxide are mainly related with the extra capacity. </LI> <LI> Reverse conversion reaction of SnO<SUB>2</SUB> is scarcely possible. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>Origin of extra capacities and partial reversibility of conversion reaction in SnO<SUB>2</SUB>/Li battery was investigated by transmission electron microscopy (TEM) studies. We applied the specialized <I>ex situ</I> TEM analysis technique to solve the controversial phenomena in the actual battery-operating environment. The experimental results show that lithium oxide phases are mainly related with the extra capacities and the conversion reaction does not seem to be reversible.</P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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