Intelligente elektrochemische Rasterzellmikroskopie für den Nachweis schneller Li‐Ionen‐Speicherung und Dynamik in TiO2‐Nanopartikeln. (24th January 2023)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Tetteh, Emmanuel Batsa; Valavanis, Dimitrios; Daviddi, Enrico; Xu, Xiangdong; Santana Santos, Carla; Ventosa, Edgar; Martín‐Yerga, Daniel; Schuhmann, Wolfgang; Unwin, Patrick R.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 135:Number 9(2023)
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• Publication Date: 2023-01-24
• Subjects: Einzelpartikel -- Elektrochemische Rasterzellmikroskopie -- Li-Ionen Batterie -- Schnellladen -- Titandioxid; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202214493
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Anatas‐TiO2 ist ein vielversprechendes Material für Li‐Ionen‐Batterien (Li + ) mit Schnellladefähigkeit. Die (De‐)Interkalationsdynamik von Li + in TiO2 ist jedoch nach wie vor schwer fassbar, und die beschriebenen Diffusivitäten überspannen viele Größenordnungen. Wir entwickeln ein intelligentes Protokoll für die rasterelektrochemische Zellmikroskopie (SECCM) in Kombination mit in situ optischer Mikroskopie (OM), um die Lade‐/Entladeanalyse einzelner TiO2 ‐Nanopartikel‐Cluster mit hohem Durchsatz zu beobachten. Die direkte Untersuchung aktiver Nanopartikel ergab, dass TiO2 mit einer Größe von ca. 50 nm mehr als 30 % der theoretischen Kapazität bei einer äußerst schnellen Lade‐/Entladerate von ca. 100 C speichern kann. Dieser Nachweis einer schnellen Li + ‐Speicherung in TiO2 ‐Partikeln stärkt ihr Potenzial für schnell ladende Batterien. Die hier vorgeschlagene SECCM‐OM ist generell für das elektrochemische Hochdurchsatz‐Screening von nanostrukturierten Materialien breit anwendbar. Abstract : Die intelligente elektrochemische Rasterzellmikroskopie (s‐SECCM), die durch in situ‐Interferenzreflexionsmikroskopie erreicht wird, ermöglicht die Hochdurchsatzanalyse einzelner TiO2 ‐Nanopartikelcluster, um die Li + ‐Diffusionsfähigkeit abzuschätzen und die inhärente Schnellladefähigkeit kleiner TiO2 ‐Nanopartikelcluster aufzuklären.