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Facile fabrication of red phosphorus/TiO2 composites for lithium ion batteries

机译：锂离子电池红磷/ TiO2复合材料的快速制备

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Red phosphorus (RP) is an attractive anode material with an ultrahigh specific capacity of 2596 mA h g(-1). However, its rapid capacity decay attributed to the volume expansion during the lithiation process presents a noteworthy technical challenge. Meanwhile, titanium oxide (TiO2) is a good candidate for lithium ion batteries owing to its high safety and outstanding stability, but it is restricted by the low capacity of 167 mA h g(-1) at room temperature. Inspired by reinforced concrete structures, we fabricate an RP built-in amorphous TiO2 (A-TiO2) composite in consideration of achieving complementary effects. Herein, A-TiO2 could act as "concrete" to prevent RP from escaping the electrode. While RP plays the role of "steel", which could improve the electrochemical capacity of the composite. As a result, the RP/A-TiO2 composite demonstrates an enhanced cycling capacity of 369 mA h g(-1) over 100 cycles as well as an acceptable rate capacity of 202 mA h g(-1) at the current density of 1 A g(-1). This designed unique reinforced concrete structure may provide a novel strategy to fabricate high electrochemical performance anodic materials for advanced lithium ion batteries.
机译：红磷（RP）是一种有吸引力的阳极材料，具有2596 mA h g（-1）的超高比容量。然而，归因于锂化过程中的体积膨胀的其快速容量衰减提出了值得注意的技术挑战。同时，由于其高安全性和出色的稳定性，二氧化钛（TiO2）是锂离子电池的良好候选者，但它在室温下的低容量为167 mA h g（-1）受到限制。受钢筋混凝土结构的启发，考虑到获得互补效果，我们制造了RP内置非晶TiO2（A-TiO2）复合材料。在此，A-TiO 2可以充当“混凝土”以防止RP逸出电极。 RP起到“钢”的作用，可以提高复合材料的电化学容量。结果，RP / A-TiO2复合材料在100次循环中显示出369 mA hg（-1）的增强循环容量，以及在1 A g电流密度下可接受的202 mA hg（-1）的倍率容量（-1）。这种设计独特的钢筋混凝土结构可以为制造用于高级锂离子电池的高电化学性能阳极材料提供新颖的策略。

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