Nanostructured intermetallic InSb as a high-capacity and high-performance negative electrode for sodium-ion batteries
| Autor: | Jocelyne Leroy, Magali Gauthier, Eddy Foy, Irshad Mohammad, Eric Leroy, Lucie Blondeau, Hicham Khodja |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Institut de Recherches sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Montaigne-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-16-CE05-0004,MAGICIEN,MAGnésium-Ion: batteries haute Capacité Innovantes à base d'Electrodes négatives Nanostructurées(2016), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne (UBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Materials science
Renewable Energy Sustainability and the Environment Sodium Intermetallic Energy Engineering and Power Technology chemistry.chemical_element 02 engineering and technology Electrolyte [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry 010402 general chemistry 021001 nanoscience & nanotechnology Electrochemistry 01 natural sciences 0104 chemical sciences Dielectric spectroscopy Fuel Technology X-ray photoelectron spectroscopy Chemical engineering chemistry Electrode Coupling (piping) 0210 nano-technology |
| Zdroj: | Sustainable Energy & Fuels Sustainable Energy & Fuels, Royal Society of Chemistry, In press, 5, pp.3825-3835. ⟨10.1039/D1SE00386K⟩ Sustainable Energy & Fuels, In press, 5, pp.3825-3835. ⟨10.1039/D1SE00386K⟩ |
| ISSN: | 2398-4902 |
| DOI: | 10.1039/D1SE00386K⟩ |
| Popis: | International audience; Following the trends of alloys as negative electrodes for Na-ion batteries, the sodiation of the InSb intermetallic compound was investigated for the first time. The benefit of coupling Sb with In was evaluated through the synthesis of InSb by a chemical reduction in the form of nanostructured particles assembled in micrometric aggregates. After a full structural, morphological and surface characterization, the electrochemical performance of nanostructured InSb was examined in a carbonated electrolyte with fluoroethylene carbonate (FEC) as additive. The performance turns out to be remarkable with a capacity around 450 mAh g-1 after 50 cycles at C/5. In terms of cyclability, the capacity of InSb is impressively stable at 1C with a capacity retention of 96 % up to 100 cycles, in contrast to the strong capacity decay observed for a nanostructured Sb powder produced in a similar fashion. A good high-rate behavior is also observed with a capacity of 310 mAh g-1 at 5C. The better stability of the InSb compound compared to pure Sb suggests that combining In with Sb improves the ability of the material to alleviate volume expansion and mechanical stress during the repeated sodiation/desodiation processes. Surface and structural characterization by X-Ray photoelectron spectroscopy, X-Ray diffraction and electrochemical impedance spectroscopy after cycling were finally implemented to shed light on the SEI composition and electrochemical behavior of the promising InSb compound. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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