undefined

Microwave Exfoliated Few-Layered Graphene Cathode for Aluminum Batteries

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Petnikota, Shaikshavali; Simões, Dos Reis Glaydson; Kayakool, Fathima Ali; Vadali, Venkata Satya Siva Srikanth; Välikangas, Juho; Lassi, Ulla; Thyrel, Mikael

Tiivistelmä

Microwave-exfoliated few-layered graphene (meFLG) with oxygen, hydroxyl, and sulfate impurities is tested as a cathode material in aluminum batteries (ABs). The O and S impurities bonded to C atoms are found collectively weighing 2.9–4.7 at. % (4.1–6.9 wt %). meFLG as a cathode in AB pouches delivered stable discharge capacities around 100 mAh/g at 0.1 A/g current rate over 500 cycles, despite high irreversible capacities noticed for the first few cycles. Side reactions of the impurities with the electrolyte species are found to be responsible for the initial high irreversible capacities. The effect of the impurities became negligible when meFLG cycled at higher current rates starting from 1.0 A/g, but initial energy storage capacities and cyclic behavior varied with the voltage window. Postcycling chemical analysis of the electrode matrix revealed that anion species (AlCl4–) of the electrolyte are found covalently bonded to the impurities, while cation species are found intact even after 500 cycles of continuous charge–discharges. We therefore recommend careful characterization of the impurities before using FLG-related materials as aluminum battery cathode materials. Removing the impurities before the electrode fabrication will help meFLG outperform its class of materials because it shows excellent rate capability even with the impurities.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Oulun yliopisto

Välikangas Juho

Lassi Ulla Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Numero

16

Sivut

6862–6872

Julkaisu­foorumi

87070

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Kemia; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1021/acsaem.4c00444

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä