V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> xerogel electrodes with much enhanced lithium-ion intercalation properties with N<sub>2</sub> annealing
저자
Liu, Dawei ; Liu, Yanyi ; Garcia, Betzaida Batalla ; Zhang, Qifeng ; Pan, Anqiang ; Jeong, Yoon-Ha ; Cao, Guozhong
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2009
작성언어
-자료형태
학술저널
수록면
8789-8795(7쪽)
제공처
<p>V<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> xerogel films were fabricated by casting V<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> sols onto FTO glass substrates and annealing at 300 °C for 3 hours in nitrogen and air. The films annealed in nitrogen and air possessed different grain size and crystallinity. Optical absorption measurements and electrochemical impedance analyses revealed a reduced optical bandgap and enhanced electrical conductivity of N<SUB>2</SUB> annealed V<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> film. Lithium ion intercalation measurements showed that at a charge/discharge current density of 600 mAg<SUP>−1</SUP>, the N<SUB>2</SUB> annealed sample possessed noticeably better lithium ion storage capability. In contrast to the air annealed sample, which started with a discharge capacity of 152 mAhg<SUP>−1</SUP> but after 50 cycles the capacity had decreased to a low value of only 44 mAhg<SUP>−1</SUP>, the N<SUB>2</SUB> annealed sample started with a low value of 68 mAhg<SUP>−1</SUP> but the capacity increased sharply to a high value of 158 mAhg<SUP>−1</SUP> at the 24<SUP>th</SUP> cycle, followed by little capacity degradation in later cycles and after 50 cycles, the discharge capacity was still as high as 148 mAhg<SUP>−1</SUP>. Much improved lithium ion intercalation capacity and cyclic stability could be attributed to surface defects V<SUP>4+</SUP> and/or V<SUP>3+</SUP> and associated oxygen vacancies introduced by N<SUB>2</SUB> annealing as well as much less crystallized vanadium oxide.</p>
<P>Graphic Abstract</P><P>V<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> films annealed in N<SUB>2</SUB> exhibited a much improved lithium ion intercalation capability as compared to counterparts annealed in air, highly favoring potential application as lithium ion battery electrodes.
<img src='http://pubs.rsc.org/ej/JM/2009/b914436f/b914436f-ga.gif'>
</P>
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