Solvothermal approach to nanocrystalline Li-Ti-O insertion hosts-solvent polarity effect

0317387 - ÚFCH JH 2009 RIV US eng J - Journal Article
Kostlánová, Tereza - Makarova, Marina - Krtil, Petr
Solvothermal approach to nanocrystalline Li-Ti-O insertion hosts-solvent polarity effect.
[Solvotermální příprava nanokrystalických Li-Ti-O inzerčních materiálů – efekt polarity rozpouštědla.]
Journal of Materials Research. Roč. 23, č. 4 (2008), s. 1136-1146. ISSN 0884-2914. E-ISSN 2044-5326
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : lithium cells * LiTi2O4 * oxides
Subject RIV: CG - Electrochemistry
Impact factor: 1.743, year: 2008

The cubic nanocrystalline Li-Ti-O oxides were prepared by the solvothermal reaction of TiO2 and LiOH at 200 oC in water and aliphatic alcohols with different dielectric constants. The reaction in all solvents leads to the formation of white ternary compounds containing Li, Ti, and O. The actual Li content in the prepared materials increases with decreasing polarity of the used solvent. All prepared materials are crystalline, and their structure can be described using a spinel structural model. The structure of materials prepared at a relative dielectric constant (epsilon(r)) value higher than 33 is characterized by Ti disorder when the Ti atoms are distributed between both types of the available octahedral sites with approximately the same probability. The tendency to form phases with Ti disorder decreases with decreasing epsilon(r) of the solvent. All prepared materials are active toward electrochemical Li insertion. The observed specific capacity ranges between 60 and 150 mAh/g.

Kubické nanokrystalické oxidy Li-Ti-O byly připraveny solvotermální reakcí TiO2 a LiOH při 200 oC ve vodě a v alifatických alkoholech s rozdílnou dielektrickou konstantou. Ve všech použitých rozpouštědlech vede reakce k tvorbě bílé ternární látce obsahující Li, Ti a O. Skutečný obsah Li v připravených materiálech roste s poklesem polarity rozpouštědla. Všechny připravené materiály jsou krystalické a jejich strukturu lze popsat na základě modelu spinelové struktury. Struktura materiálů, které byly připraveny v rozpouštědle s relativní dielektrickou konstantou (epsilon) vyšší než 33, je charakterizována Ti neuspořádaností, kde Ti atomy jsou téměř rovnoměrně distribuovány mezi oběma možnými typy oktaedrických pozic. Tendence vzniku takových fází s Ti neuspořádaností klesá s poklesem .epsilon. rozpouštědla. Všechny připravené materiály jsou aktivní vzhledem k elektrochemické inzerci Li. Pozorovaná specifická kapacita se pohybuje mezi 60 a 150 mAh/g.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0167048