Abstract
AbstractNumerous benefits of porous electrode materials for lithium ion batteries (LIBs) have been demonstrated, including examples of higher rate capabilities, better cycle lives, and sometimes greater gravimetric capacities at a given rate compared to nonporous bulk materials. These properties promise advantages of porous electrode materials for LIBs in electric and hybrid electric vehicles, portable electronic devices, and stationary electrical energy storage. This review highlights methods of synthesizing porous electrode materials by templating and template‐free methods and discusses how the structural features of porous electrodes influence their electrochemical properties. A section on electrochemical properties of porous electrodes provides examples that illustrate the influence of pore and wall architecture and interconnectivity, surface area, particle morphology, and nanocomposite formation on the utilization of the electrode materials, specific capacities, rate capabilities, and structural stability during lithiation and delithiation processes. Recent applications of porous solids as components for three‐dimensionally interpenetrating battery architectures are also described.
References
260
Referenced
664
{'volume-title': 'Advanced Batteries – Materials Science Aspects', 'year': '2009', 'author': 'Huggins R. A.', 'key': 'e_1_2_7_1_2'}
/ Advanced Batteries – Materials Science Aspects by Huggins R. A. (2009)10.1021/cm901452z
10.1021/jp9701911
10.1146/annurev.matsci.35.012704.142050
10.1038/nmat2297
10.1038/nmat2460
10.1039/c0ee00351d
10.1039/c0jm04170j
10.1002/adma.201100984
10.1039/C0CC03158E
10.1002/9783527618286.ch21a
10.1002/9783527610044.hetcat0011
/ Handbook of Heterogeneous Catalysis by Kleitz F. (2008)10.1007/s10934-010-9390-4
{'volume-title': 'Porous Materials', 'year': '2011', 'author': 'Edler K. J.', 'key': 'e_1_2_7_10_5'}
/ Porous Materials by Edler K. J. (2011)10.1021/ar040164a
10.1039/B610570J
10.1038/38699
10.1002/adfm.200305036
10.1002/smll.201001333
10.1039/b919139a
10.1039/c003630g
10.1021/cm8002589
10.1149/1.3267294
10.1039/B204051D
10.1016/S1387-1811(01)00246-3
10.1016/j.cej.2010.11.040
10.1002/adma.200400207
10.1007/s10971-010-2162-4
10.1039/c0nr00998a
10.1002/anie.200454080
10.1016/j.ssi.2005.02.029
10.1246/cl.2008.142
{'key': 'e_1_2_7_28_2', 'first-page': '128', 'volume': '98', 'author': 'Whitehead A. H.', 'year': '1999', 'journal-title': 'Proc. Electrochem. Soc.'}
/ Proc. Electrochem. Soc. by Whitehead A. H. (1999)10.1002/1521-4095(20020104)14:1<27::AID-ADMA27>3.0.CO;2-6
10.1016/j.ssi.2003.08.044
10.1002/anie.200460937
10.1149/1.1938852
10.1016/j.electacta.2007.06.079
10.1021/cm202185y
10.1021/cm1020977
{'key': 'e_1_2_7_34_2', 'first-page': '23', 'author': 'Krins N.', 'year': '2011', 'journal-title': 'Chem. Mater.'}
/ Chem. Mater. by Krins N. (2011)10.1039/cc9960001685
10.1039/a709067f
10.1021/la971077c
10.1039/a904142g
10.1016/S0378-7753(01)00901-6
10.1166/jnn.2004.045
10.1002/1521-4095(200105)13:9<677::AID-ADMA677>3.0.CO;2-C
10.1039/b205708p
{'key': 'e_1_2_7_39_4', 'first-page': '1217', 'volume': '15', 'author': 'Yang H.', 'year': '2005', 'journal-title': 'J. Mater. Chem.'}
/ J. Mater. Chem. by Yang H. (2005){'volume-title': 'Nanocasting ‐ A Versatile Strategy for Creating Nanostructured Porous Materials', 'year': '2009', 'author': 'Lu A.‐H.', 'key': 'e_1_2_7_39_5'}
/ Nanocasting ‐ A Versatile Strategy for Creating Nanostructured Porous Materials by Lu A.‐H. (2009)10.1002/adma.200600148
{'key': 'e_1_2_7_41_2', 'first-page': '1020', 'volume': '16', 'author': 'Wang G.', 'year': '2010', 'journal-title': 'Chem. Eur. J.'}
/ Chem. Eur. J. by Wang G. (2010)10.1039/c0jm03132a
10.1039/C1CC16341H
10.1016/j.jpowsour.2010.02.059
10.1039/b306504a
10.1021/ja042601m
10.1126/science.279.5350.548
10.1021/ja974025i
10.1002/anie.200907099
10.1021/nl801853x
10.1021/cm061458o
10.1002/adma.200602499
10.1021/ja905488x
10.1021/cm8006364
10.1002/anie.200803431
10.1016/j.jpowsour.2007.09.084
10.1039/B617519H
10.1021/cm900197p
10.1039/b714904b
10.1039/c1cp20940j
10.1021/nl902423a
10.1002/adfm.200900658
10.1016/j.micromeso.2011.09.032
10.1039/b905743a
10.1039/b923002e
{'key': 'e_1_2_7_63_2', 'first-page': '465', 'volume-title': 'Colloids and Colloid Assemblies: Synthesis, Modification, Organization and Utilization of Colloid Particles', 'author': 'Schroden R. C.', 'year': '2004'}
/ Colloids and Colloid Assemblies: Synthesis, Modification, Organization and Utilization of Colloid Particles by Schroden R. C. (2004)10.1021/cm702107n
10.1149/1.1590324
10.1039/b205634h
10.1016/S1468-6996(03)00012-3
10.1021/cm702134s
10.1021/cm9907763
10.1149/1.2013212
10.1002/anie.200804355
10.1016/j.jpowsour.2010.10.104
10.1016/j.jpowsour.2007.04.019
10.1038/nnano.2011.38
10.1038/nnano.2011.69
10.1016/S0167-2738(03)00278-9
10.1021/cm900698p
10.1016/j.elecom.2008.08.037
10.1149/1.1769273
10.1016/j.ssi.2003.11.031
10.1149/1.2159297
10.1021/cm052203y
10.1016/j.electacta.2007.01.087
10.1016/j.electacta.2010.03.015
10.1039/b401890g
10.1016/j.electacta.2010.05.074
10.1016/j.electacta.2010.11.089
10.1021/cm052219o
10.1021/nl201470j
10.1016/j.jpowsour.2007.01.065
10.1002/smll.200600445
10.1039/c1jm13572d
10.1021/cm703401u
10.1002/adma.200803439
10.1002/adma.201100599
10.1021/ja108720w
10.1002/adma.200600733
10.1021/ja809405c
10.1002/adma.200501883
10.1002/smll.200901815
10.1002/cssc.201100048
10.1002/(SICI)1527-2648(200003)2:3<105::AID-ADEM105>3.0.CO;2-P
10.1007/s11051-009-9807-7
10.1246/cl.2007.1360
10.1016/j.msec.2010.03.020
10.1111/j.1551-2916.2005.00741.x
10.1016/j.jeurceramsoc.2005.10.015
10.1111/j.1151-2916.2000.tb01421.x
10.1038/nature05570
10.1021/cm702152a
10.1016/j.jcis.2008.04.020
10.1039/b610188g
10.1002/anie.200701297
10.1039/b600708b
10.1039/c0ee00306a
10.1002/1521-4095(20020318)14:6<429::AID-ADMA429>3.0.CO;2-C
10.1002/adma.200903755
10.1007/BF02670216
10.1038/nmat900
10.1002/aenm.201100485
10.1149/1.3611433
10.1002/adfm.200901503
10.1016/j.elecom.2011.10.023
10.1021/jp910091y
10.1021/am200872c
10.1039/c1nr10401b
10.1039/c1jm11523e
10.1149/1.1425791
10.1021/jp1087509
10.1016/j.jpowsour.2011.06.006
10.1021/cm7031288
10.1002/adma.200600958
- M. P.Pechini U. S. Patent1967 No. 3 330 697.
10.1021/jp804438v
{'volume-title': 'Hierarchically Structured Porous Materials: from Nanoscience to Catalysis, Biomedicine, Optics and Energy', 'year': '2012', 'author': 'Su B.‐L.', 'key': 'e_1_2_7_130_2'}
/ Hierarchically Structured Porous Materials: from Nanoscience to Catalysis, Biomedicine, Optics and Energy by Su B.‐L. (2012)10.1039/c1cc10781j
10.1016/j.electacta.2010.02.002
10.1007/s10853-009-3321-2
10.1002/adma.200602189
10.1126/science.266.5193.1961
10.1149/1.1342167
10.1149/1.1999916
10.1021/ic1023604
10.1021/cm062050u
10.1021/cm0717864
10.1039/b719489g
10.1016/j.carbon.2008.07.015
10.1149/1.2953497
10.1126/science.281.5376.538
10.1021/jp2071315
10.1002/9783527612000.ch1
10.1016/0013-4686(84)87039-5
{'volume-title': 'Electrochemical Systems', 'year': '2004', 'author': 'Newman J.', 'key': 'e_1_2_7_147_2'}
/ Electrochemical Systems by Newman J. (2004)10.1039/b922898e
10.1016/0378-7753(93)80222-B
10.1016/j.electacta.2007.04.100
10.1002/adma.200602828
10.1149/1.1393483
10.1149/1.2712041
10.1016/j.electacta.2010.03.090
10.1016/j.electacta.2009.10.007
10.1149/1.1799411
10.1002/adfm.200400186
10.1016/S0378-7753(96)02547-5
10.1016/S0378-7753(99)00124-X
10.1149/1.1613668
10.1016/j.jpowsour.2006.04.048
10.1016/j.electacta.2010.11.072
10.1016/j.matlet.2011.11.036
10.1016/j.ssi.2008.01.095
10.1016/S0013-4686(99)00191-7
10.1016/j.electacta.2007.01.077
10.1039/c1cc13536h
10.1002/adfm.200900306
10.1039/b414240c
10.1021/am200884k
10.1016/j.jelechem.2010.11.029
10.1016/j.matlet.2011.06.053
{'key': 'e_1_2_7_167_4', 'first-page': '035402/1', 'volume': '23', 'author': 'Chen L. B.', 'year': '2012', 'journal-title': 'Nanotechnology'}
/ Nanotechnology by Chen L. B. (2012)10.1002/anie.200901723
10.1021/ja906261c
10.1039/c0cc03385e
10.1016/j.jallcom.2011.03.041
10.1016/j.jpowsour.2011.07.061
10.1016/j.jpowsour.2008.10.050
10.1039/b007687m
10.1038/35018040
10.1002/adma.200501366
10.1002/adfm.201101123
10.1002/macp.201000687
10.1039/c1jm12391b
10.1021/cg701194b
10.1021/cm9024167
10.1021/cm201197j
10.1016/j.ssi.2004.07.070
10.1021/cm902696j
10.1002/1521-4095(20020705)14:13/14<963::AID-ADMA963>3.0.CO;2-P
10.1016/S1388-2481(02)00358-2
10.1016/j.carbon.2007.11.007
10.1021/cm902050j
10.1021/jp809473e
10.1021/ja002261e
10.1039/c1jm12979a
10.1016/j.jpowsour.2010.12.052
{'key': 'e_1_2_7_191_2', 'first-page': '1', 'volume': '2', 'author': 'Ji X.', 'year': '2011', 'journal-title': 'Nat. Commun.'}
/ Nat. Commun. by Ji X. (2011)10.1016/j.electacta.2011.03.005
10.1039/c1ee01219c
10.1149/1.3417076
10.1016/j.jpowsour.2010.05.054
10.1021/cr020740l
10.1149/2.F05083IF
/ Electrochem. Soc. Interface by Dunn B. (2008)10.1016/j.materresbull.2007.08.031
10.1016/S0167-2738(02)00076-0
10.1002/adma.200600295
10.1149/1.2794288
10.1021/cm702091q
10.1073/pnas.0711620105
10.1021/la7016424
10.1016/j.jpowsour.2007.10.003
10.1109/JMEMS.2007.901638
10.1149/1.1798151
10.1557/mrs.2011.156
{'key': 'e_1_2_7_202_2', 'first-page': '367', 'volume': '835', 'author': 'Nathan M.', 'year': '2005', 'journal-title': 'Mater. Res. Soc. Symp. Proc.'}
/ Mater. Res. Soc. Symp. Proc. by Nathan M. (2005)10.1109/JMEMS.2005.851860
10.1016/j.jpowsour.2005.05.029
10.1016/j.ssi.2006.02.048
10.1002/adma.200702398
10.1039/B801151F
10.1021/ar6000445
10.1149/1.2754072
10.1039/c0jm04396f
10.1002/adfm.200600846
10.1149/1.3308459
10.1021/nl0343598
10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.050
10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.033
10.1039/b614433k
10.1002/adfm.200400186
10.1149/1.1838513
10.1149/1.3477936
10.1021/ja1009713
10.1021/cm902102k
10.1016/j.jpowsour.2010.04.033
10.1038/35035045
10.1016/j.jpowsour.2008.02.089
Dates
Type | When |
---|---|
Created | 13 years ago (Aug. 13, 2012, 6:35 a.m.) |
Deposited | 1 year, 10 months ago (Oct. 11, 2023, 1:44 p.m.) |
Indexed | 2 days, 10 hours ago (Aug. 20, 2025, 8:39 a.m.) |
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Published | 13 years ago (Aug. 13, 2012) |
Published Online | 13 years ago (Aug. 13, 2012) |
Published Print | 12 years, 11 months ago (Sept. 1, 2012) |
@article{Vu_2012, title={Porous Electrode Materials for Lithium‐Ion Batteries – How to Prepare Them and What Makes Them Special}, volume={2}, ISSN={1614-6840}, url={http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201200320}, DOI={10.1002/aenm.201200320}, number={9}, journal={Advanced Energy Materials}, publisher={Wiley}, author={Vu, Anh and Qian, Yuqiang and Stein, Andreas}, year={2012}, month=aug, pages={1056–1085} }