Fast anion intercalation into graphite cathode enabling high-rate rechargeable zinc batteries

阴极 石墨 电极 无机化学 法拉第效率 锂(药物) 锂离子电池 离子
作者
Zheng Chen,Tianmeng Liu,Zhiming Zhao,Zhonghua Zhang,Xiaoqi Han,Pengxian Han,Jiedong Li,Jinzhi Wang,Jiajia Li,Suqi Huang,Xinhong Zhou,Jingwen Zhao,Guanglei Cui
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:457: 227994- 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2020.227994
摘要

Abstract Cheap, high-rate and long-life batteries are urgently needed for grid-scale storage of renewable energy. Rechargeable zinc (Zn) batteries are potential candidates due to the high volumetric energy density and low cost of Zn anode. However, conventional Zn batteries employing metal oxide cathodes usually suffer from poor rate capabilities caused by the high migration barrier of Zn2+ in the metal oxide host structure. Here, we circumvent this dilemma by integrating Zn electrochemistry with bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSI−) anion (de)intercalation into graphite cathode based on a Zn(TFSI)2/acetonitrile electrolyte. Owing to the fast intercalation of TFSI− along with the efficient Zn/Zn2+ redox kinetics, our Zn/graphite batteries enable an ultrafast charging rate up to 200C (to be fully charged in 18 s) and deliver a high power density of 16.3 kW kg−1, which is comparable to those of supercapacitors. Besides, the rational utilization of the acetonitrile-based electrolyte further endows the resultant battery with dendrite-free Zn deposition, high voltage output (>2.2 V) as well as wide-temperature adaptability from −40 to 80 °C, which is quite promising for grid-scale energy storage. Our work opens a new avenue for building high-rate low-cost batteries through coupling anion intercalation chemistry with multivalent metal anodes.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
qqqq22完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Sunshine完成签到,获得积分20
5秒前
zhang08完成签到 ,获得积分10
6秒前
疯子发布了新的文献求助10
8秒前
14秒前
15秒前
屈宛菡完成签到,获得积分10
15秒前
某某发布了新的文献求助10
15秒前
18秒前
18秒前
一颗苹果完成签到,获得积分10
19秒前
yoowt发布了新的文献求助10
19秒前
cc完成签到,获得积分10
19秒前
kytmm2022发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
yoowt完成签到,获得积分10
28秒前
Sun关注了科研通微信公众号
30秒前
Akim应助神勇茹妖采纳,获得10
30秒前
资明轩完成签到,获得积分10
32秒前
41秒前
阿拉发布了新的文献求助10
43秒前
怡然不言完成签到 ,获得积分10
44秒前
44秒前
Solar energy发布了新的文献求助10
45秒前
Tisa完成签到,获得积分10
46秒前
bkagyin应助Liu采纳,获得10
46秒前
爆米花应助abull采纳,获得10
48秒前
Tisa发布了新的文献求助10
48秒前
刍青完成签到,获得积分10
48秒前
49秒前
酸化土壤改良应助Jackie采纳,获得10
55秒前
香蕉觅云应助Solar energy采纳,获得10
55秒前
多看文献完成签到,获得积分10
56秒前
柠檬完成签到,获得积分10
58秒前
58秒前
123发布了新的文献求助30
59秒前
能南烟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yhchow0204应助明亮无颜采纳,获得100
1分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2389816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2095877
关于积分的说明 5279092
捐赠科研通 1822961
什么是DOI,文献DOI怎么找? 909373
版权声明 559606
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 485947