Topological Amorphization of VO 2 via Chemical Locking for Durable Aqueous Zinc‐Ion Storage

材料科学 水溶液 无定形固体 阴极 拓扑(电路) 化学工程 化学物理 格子(音乐) 纳米技术 氧化钒 介孔材料 扩散 结晶学 离子 制作 咪唑酯 各向同性 位阻效应 分子工程
作者
Diwen Zhang,Tingting Shuai,Yongxin Sun,Xuelin Yang,Jiaqian Qin,Jin Cao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e74779-e74779
标识
DOI:10.1002/adma.74779
摘要

ABSTRACT Although vanadium‐based oxides are promising cathodes for aqueous zinc‐ion batteries (AZIBs), their rigid crystalline lattices suffer from sluggish ion diffusion and rapid capacity decay caused by vanadium dissolution. Here, we report an organic‐driven topological amorphization strategy to construct a resilient and kinetically accelerated cathode. Using levamisole hydrochloride (LMS) as a dual‐functional modulator, strong Lewis's acid‐base interactions (V─N/V─S coordination) generate localized tensile stress that progressively disrupts the long‐range periodic lattice. This targeted lattice cleavage transforms crystalline VO 2 into a short‐range ordered amorphous sponge (denoted as L‐VO 2 ‐0.1), while preserving nanoclustered motifs interconnected through flexible organic “hinges”. The resulting topological architecture simultaneously reconciles the stability‐kinetics trade‐off, where the isotropic 3D open framework enables fast, sterically unimpeded Zn 2+ transport with capacitor‐like kinetics, while the dynamic organic hinges efficiently accommodate volume strain and thermodynamically suppress vanadium dissolution. Consequently, the L‐VO 2 ‐0.1 cathode delivers 481.6 mAh g −1 at 0.5 A g −1 and sustains 12 000 cycles at an extreme rate of 20 A g −1 with 83.5% capacity retention. Furthermore, a dual‐cathode pouch cell achieves a commercial‐grade absolute capacity of 1.15 Ah and a high areal capacity of 7.9 mAh cm −2 under a stringent mass loading (>20 mg cm −2 ), enabling feasible routes toward scalable, durable energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
碧蓝皓轩发布了新的文献求助10
3秒前
啊啊啊发布了新的文献求助10
3秒前
Yi发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
xiong完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
和云流彩应助裤裤子采纳,获得10
6秒前
lunarcry发布了新的文献求助10
8秒前
GG发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
xing_xing应助姝涵采纳,获得20
9秒前
烟花应助小茗同学采纳,获得10
9秒前
小白发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
orixero应助王涵采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.4应助鲤鱼毛衣采纳,获得10
11秒前
11秒前
怡然铃铛发布了新的文献求助10
11秒前
老实映易发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
戴戴发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
海盐芝士完成签到,获得积分10
18秒前
bkagyin应助啊啊啊采纳,获得10
18秒前
Phantom发布了新的文献求助10
19秒前
Hello应助HuiJN采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
哈哈哈发布了新的文献求助20
21秒前
21秒前
21秒前
听话的黑米完成签到,获得积分20
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7764038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308278
关于积分的说明 20305014
捐赠科研通 7348725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314115
关于科研通互助平台的介绍 2463824
邀请新用户注册赠送积分活动 2328286