Nanostructured hybrid of tin and lead oxides: synthesis and electrochemical properties.

Authors

  • Сергей Васильевич Гнеденков Институт химии ДВО РАН, Владивосток
  • Денис Павлович Опра Институт химии ДВО РАН, Владивосток
  • Валерий Георгиевич Курявый Институт химии ДВО РАН, Владивосток
  • Сергей Леонидович Синебрюхов Институт химии ДВО РАН, Владивосток
  • Александр Александрович Соколов Институт химии ДВО РАН, Владивосток
  • Валентин Иванович Сергиенко Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Keywords:

lithium-ion battery, anode, hybrid, tin dioxide, lead oxide, electrochemical behavior

Abstract

The paper describes a hybrid structure containing mixed oxides of tin and lead which has been synthesized by the method of pulsed high-voltage discharge. This material has been investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis and transmission electron microscopy. The hybrid material consists of SnO2 and PbO particles with an average size of ~350 nm, and SnPb2O4 nanowhiskers with a diameter up to 100 nm and several micrometers in length. The electrochemical behavior of hybrid structure as a potential anode of a lithium-ion battery have been investigated by the cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge in the potential range of 3.0–0.005 V. The reversible capacity of 821 mA·h/g was realized after 5-fold charge/discharge cycling at current density of 100 mA/g. It was established that further cycling of the hybrid structure is accompanied by a dramatic capacity fade: its value did not exceed 13 % of the initial one already after 10 charge/discharge cycles. The observed degradation in performance of hybrid material results from its inability to compensate sufficiently the crystal lattice stresses causing by repeated lithiation and delithiation.

Author Biographies

Сергей Васильевич Гнеденков, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Член-корреспондент РАН, директор

Денис Павлович Опра, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Кандидат химических наук, заведующий лабораторией

Валерий Георгиевич Курявый, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Сергей Леонидович Синебрюхов, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Доктор химических наук, доцент, заместитель директора

Александр Александрович Соколов, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Младший научный сотрудник

Валентин Иванович Сергиенко, Институт химии ДВО РАН, Владивосток

Академик, заведующий отделом

Published

2019-05-06

How to Cite

Гнеденков, С. В., Опра, Д. П., Курявый, В. Г., Синебрюхов, С. Л., Соколов, А. А., & Сергиенко, В. И. (2019). Nanostructured hybrid of tin and lead oxides: synthesis and electrochemical properties. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences, (2), 5–11. Retrieved from http://vestnikdvo.ru/index.php/vestnikdvo/article/view/183

Issue

Section

Химические науки. Перспективные материалы