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01.01.2015 | Research Paper | Ausgabe 1/2015

Journal of Nanoparticle Research 1/2015

Preparation and electrochemical performance of bramble-like ZnO array as anode materials for lithium-ion batteries

Zeitschrift:
Journal of Nanoparticle Research > Ausgabe 1/2015
Autoren:
Junfeng Yan, Gang Wang, Hui Wang, Zhiyong Zhang, Xiongfei Ruan, Wu Zhao, Jiangni Yun, Manzhang Xu

Abstract

A bramble-like ZnO array with a special three-dimensional (3D) nanostructure was successfully fabricated on Zn foil through a facile two-step hydrothermal process. A possible growth mechanism of the bramble-like ZnO array was proposed. In the first step of hydrothermal process, the crystal nucleus of Zn(OH) 4 2− generated by the zinc atoms and OH ions fold together preferentially along the positive polar (0001) to form the needle-like ZnO array. In the second step of hydrothermal process, the crystal nuclei of Zn(OH) 4 2− adjust their posture to keep their c-axes vertical to the perching sites due to the sufficient environmental force and further grow preferentially along the (0001) direction so as to form bramble-like ZnO array. The electrochemical properties of the needle- and bramble-like ZnO arrays as anode materials for lithium-ion batteries were investigated and compared. The results show that the bramble-like ZnO material exhibits much better lithium storage properties than the needle-like ZnO sample. Reasons for the enhanced electrochemical performance of the bramble-like ZnO material were investigated.

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