A Cyclized Polyacrylonitrile Anode for Alkali Metal Ion Batteries.
active sites
anodes
lithium-ion battery
polyacrylonitrile
pyridine
Journal
Angewandte Chemie (International ed. in English)
ISSN: 1521-3773
Titre abrégé: Angew Chem Int Ed Engl
Pays: Germany
ID NLM: 0370543
Informations de publication
Date de publication:
18 Jan 2021
18 Jan 2021
Historique:
received:
21
08
2020
revised:
22
09
2020
pubmed:
6
10
2020
medline:
6
10
2020
entrez:
5
10
2020
Statut:
ppublish
Résumé
Organic anodes have attracted increasing attention for alkali metal ion batteries. In this work, we discovered that cyclized polyacrylonitrile (cPAN) can serve as an excellent anode for alkali metal ion batteries. Upon activation cycling, as an anode of lithium-ion battery, cPAN exhibits a reversible capacity as high as 1238 mAh g
Identifiants
pubmed: 33017482
doi: 10.1002/anie.202011484
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
1355-1363Subventions
Organisme : King Abdullah University of Science and Technology
ID : URF/1/2980-01-01
Informations de copyright
© 2020 Wiley-VCH GmbH.
Références
J. Zheng, M. H. Engelhard, D. Mei, S. Jiao, B. J. Polzin, J. G. Zhang, W. Xu, Nat. Energy 2017, 2, 17012.
Z. Tu, S. Choudhury, M. J. Zachman, S. Wei, K. Zhang, L. F. Kourkoutis, L. A. Archer, Nat. Energy 2018, 3, 310.
X. Fan, L. Chen, O. Borodin, X. Ji, J. Chen, S. Hou, T. Deng, J. Zheng, C. Yang, S. C. Liou, K. Amine, K. Xu, C. Wang, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 715.
W. Zhang, F. Zhang, F. Ming, H. N. Alshareef, EnergyChem 2019, 1, 100012.
A. Bauer, J. Song, S. Vail, W. Pan, J. Barker, Y. Lu, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702869.
W. Zhang, Y. Liu, Z. Guo, Sci. Adv. 2019, 5, eaav7412.
S. Choi, T. woo Kwon, A. Coskun, J. W. Choi, Science 2017, 357, 279.
M. Ko, S. Chae, J. Ma, N. Kim, H. W. Lee, Y. Cui, J. Cho, Nat. Energy 2016, 1, 16113.
M. N. Obrovac, V. L. Chevrier, Chem. Rev. 2014, 114, 11444.
P. Poizot, S. Laruelle, S. Grugeon, L. Dupont, J. Tarascon, Nature 2000, 407, 496.
Y. Lu, J. Chen, Nat. Rev. Chem. 2020, 4, 127.
L. W. Shacklette, J. E. Toth, N. S. Murthy, R. H. Baughman, J. Electrochem. Soc. 1985, 132, 1529.
A. Yoshino, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5798;
Angew. Chem. 2012, 124, 5898.
Y. Wang, Y. Deng, Q. Qu, X. Zheng, J. Zhang, G. Liu, V. S. Battaglia, H. Zheng, ACS Energy Lett. 2017, 2, 2140.
M. Armand, S. Grugeon, H. Vezin, S. Laruelle, P. Ribière, P. Poizot, J. M. Tarascon, Nat. Mater. 2009, 8, 120.
C. Peng, G. H. Ning, J. Su, G. Zhong, W. Tang, B. Tian, C. Su, Di. Yu, L. Zu, J. Yang, M. F. Ng, Y. S. Hu, Y. Yang, M. Armand, K. P. Loh, Nat. Energy 2017, 2, 17074.
H. Yang, S. Liu, L. Cao, S. Jiang, H. Hou, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 21216.
G. Li, B. Zhang, J. Wang, H. Zhao, W. Ma, L. Xu, W. Zhang, K. Zhou, Y. Du, G. He, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 8468;
Angew. Chem. 2019, 131, 8556.
R. R. Kapaev, I. S. Zhidkov, E. Z. Kurmaev, K. J. Stevenson, P. A. Troshin, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 22596.
Y. Wang, Z. Liu, H. Liu, H. Liu, B. Li, S. Guan, Small 2018, 14, 1704094.
E. Castillo-Martínez, J. Carretero-González, M. Armand, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5341;
Angew. Chem. 2014, 126, 5445.
J. He, N. Wang, Z. Cui, H. Du, L. Fu, C. Huang, Z. Yang, X. Shen, Y. Yi, Z. Tu, Y. Li, Nat. Commun. 2017, 8, 1172.
H. Shang, Z. Zuo, L. Li, F. Wang, H. Liu, Y. Li, Y. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 774;
Angew. Chem. 2018, 130, 782.
Z. Lei, X. Chen, W. Sun, Y. Zhang, Y. Wang, Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1801010.
S. Haldar, K. Roy, S. Nandi, D. Chakraborty, D. Puthusseri, Y. Gawli, S. Ogale, R. Vaidhyanathan, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702170.
Z. Lei, Q. Yang, Y. Xu, S. Guo, W. Sun, H. Liu, L. P. Lv, Y. Zhang, Y. Wang, Nat. Commun. 2018, 9, 576.
L. Bai, Q. Gao, Y. Zhao, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 14106.
T. Kyotani, N. Sonobe, A. Tomita, Nature 1988, 331, 331.
B. Zhang, Y. Yu, Z. L. Xu, S. Abouali, M. Akbari, Y. B. He, F. Kang, J. K. Kim, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301448.
Y. Chen, Z. Lu, L. Zhou, Y.-W. Mai, H. Huang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7898.
X. Lin, J. Huang, B. Zhang, Carbon 2019, 143, 138.
Z. Liang, G. Zheng, C. Liu, N. Liu, W. Li, K. Yan, H. Yao, P. C. Hsu, S. Chu, Y. Cui, Nano Lett. 2015, 15, 2910.
X. Liao, Y. Ding, L. Chen, W. Ye, J. Zhu, H. Fang, H. Hou, Chem. Commun. 2015, 51, 10127.
D. M. Piper, T. A. Yersak, S. B. Son, S. C. Kim, C. S. Kang, K. H. Oh, C. Ban, A. C. Dillon, S. H. Lee, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 697.
S. B. Son, T. Gao, S. P. Harvey, K. X. Steirer, A. Stokes, A. Norman, C. Wang, A. Cresce, K. Xu, C. Ban, Nat. Chem. 2018, 10, 532.
H. Zhang, L. Quan, F. Shi, C. Li, H. Liu, L. Xu, Polymers 2018, 10, 186.
Y. Jung, M. C. Suh, H. Lee, M. Kim, S. I. Lee, S. C. Shim, J. Kwak, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 4279.
W. Zhang, Z. Cao, W. Wang, E. Alhajji, A. H. Emwas, P. M. F. J. Costa, L. Cavallo, H. N. Alshareef, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4448;
Angew. Chem. 2020, 132, 4478.
T. Takahagi, I. Shimada, M. Fukuhara, K. Morita, A. Ishitani, J. Polym. Sci. Part A 1986, 24, 3101.
M. Jing, C.-g. Wang, Q. Wang, Y.-j. Bai, B. Zhu, Polym. Degrad. Stab. 2007, 92, 1737.
W. Zhang, J. Yin, M. Sun, W. Wang, C. Chen, M. Altunkaya, A. H. Emwas, Y. Han, U. Schwingenschlögl, H. N. Alshareef, Adv. Mater. 2020, 32, 2000732.
J. C. Gonzalez-Rosillo, M. Balaish, Z. D. Hood, N. Nadkarni, D. Fraggedakis, K. J. Kim, K. M. Mullin, R. Pfenninger, M. Z. Bazant, J. L. M. Rupp, Adv. Mater. 2020, 32, 1907465.
T. R. Ferguson, M. Z. Bazant, Electrochim. Acta 2014, 146, 89.
D. Li, Y. Sun, Z. Yang, L. Gu, Y. Chen, H. Zhou, Joule 2018, 2, 1265.
W. Zhang, Y. Lei, Q. Jiang, F. Ming, P. M. F. J. Costa, H. N. Alshareef, Small Methods 2019, 3, 1900005.
W. Zhang, J. Ming, W. Zhao, X. Dong, M. N. Hedhili, P. M. F. J. Costa, H. N. Alshareef, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903641.
H. Duan, P. Lyu, J. Liu, Y. Zhao, Y. Xu, ACS Nano 2019, 13, 2473.
L. Zhao, J. Zhao, Y. S. Hu, H. Li, Z. Zhou, M. Armand, L. Chen, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 962.
Y. Park, D.-S. Shin, S. H. Woo, N. S. Choi, K. H. Shin, S. M. Oh, K. T. Lee, S. Y. Hong, Adv. Mater. 2012, 24, 3562.
Y. Zhang, Q. Ma, S. Wang, X. Liu, L. Li, ACS Nano 2018, 12, 4824.
Z. L. Yu, S. Xin, Y. You, L. Yu, Y. Lin, D. W. Xu, C. Qiao, Z. H. Huang, N. Yang, S. H. Yu, J. B. Goodenough, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14915.
B. Guo, X. Wang, P. F. Fulvio, M. Chi, S. M. Mahurin, X. G. Sun, S. Dai, Adv. Mater. 2011, 23, 4661.
L. Qie, W. M. Chen, Z. H. Wang, Q. G. Shao, X. Li, L. X. Yuan, X. L. Hu, W. X. Zhang, Y. H. Huang, Adv. Mater. 2012, 24, 2047.
Q. Shi, Y. Zhong, M. Wu, H. Wang, H. Wang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2018, 115, 5676.
S. Leroy, F. Blanchard, R. Dedryvère, H. Martinez, B. Carré, D. Lemordant, D. Gonbeau, Surf. Interface Anal. 2005, 37, 773.
K. Ciosek Högström, S. Malmgren, M. Hahlin, M. Gorgoi, L. Nyholm, H. Rensmo, K. Edström, Electrochim. Acta 2014, 138, 430.
B. Sun, C. Xu, J. Mindemark, T. Gustafsson, K. Edström, D. Brandell, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 13994.
Z. Man, P. Li, D. Zhou, R. Zang, S. Wang, P. Li, S. Liu, X. Li, Y. Wu, X. Liang, G. Wang, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 2368.
E. Pollak, B. Geng, K. J. Jeon, I. T. Lucas, T. J. Richardson, F. Wang, R. Kostecki, Nano Lett. 2010, 10, 3386.
C. Sole, N. E. Drewett, L. J. Hardwick, Faraday Discuss. 2014, 172, 223.
K. Sato, M. Noguchi, A. Demachi, N. Oki, M. Endo, Science 1994, 264, 556.
W. Tang, E. Sanville, G. Henkelman, J. Phys. Condens. Matter 2009, 21, 084204.