Effect of Hematite Doping with Aliovalent Impurities on the Electrochemical Performance of α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@rGO-Based Anodes in Sodium-Ion Batteries
Vincenza Modafferi,
Claudia Triolo,
Michele Fiore,
Alessandra Palella,
Lorenzo Spadaro,
Nicolò Pianta,
Riccardo Ruffo,
Salvatore Patanè,
Saveria Santangelo,
Maria Grazia Musolino
Affiliations
Vincenza Modafferi
Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Energia, dell’Ambiente e dei Materiali (DICEAM), Università Mediterranea di Reggio Calabria, 89122 Reggio Calabria, Italy
Claudia Triolo
Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Energia, dell’Ambiente e dei Materiali (DICEAM), Università Mediterranea di Reggio Calabria, 89122 Reggio Calabria, Italy
Michele Fiore
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca, 20125 Milano, Italy
Alessandra Palella
Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia (ITAE) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), 98126 Messina, Italy
Lorenzo Spadaro
Istituto di Tecnologie Avanzate per l’Energia (ITAE) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), 98126 Messina, Italy
Nicolò Pianta
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca, 20125 Milano, Italy
Riccardo Ruffo
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca, 20125 Milano, Italy
Salvatore Patanè
Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra (MIFT), Università di Messina, 98166 Messina, Italy
Saveria Santangelo
Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Energia, dell’Ambiente e dei Materiali (DICEAM), Università Mediterranea di Reggio Calabria, 89122 Reggio Calabria, Italy
Maria Grazia Musolino
Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Energia, dell’Ambiente e dei Materiali (DICEAM), Università Mediterranea di Reggio Calabria, 89122 Reggio Calabria, Italy
The effect of the type of dopant (titanium and manganese) and of the reduced graphene oxide content (rGO, 30 or 50 wt %) of the α-Fe2O3@rGO nanocomposites on their microstructural properties and electrochemical performance was investigated. Nanostructured composites were synthesized by a simple one-step solvothermal method and evaluated as anode materials for sodium ion batteries. The doping does not influence the crystalline phase and morphology of the iron oxide nanoparticles, but remarkably increases stability and Coulombic efficiency with respect to the anode based on the composite α-Fe2O3@rGO. For fixed rGO content, Ti-doping improves the rate capability at lower rates, whereas Mn-doping enhances the electrode stability at higher rates, retaining a specific capacity of 56 mAhg−1 at a rate of 2C. Nanocomposites with higher rGO content exhibit better electrochemical performance.