Unlocking the Capacity of Vanadium Oxide by Atomically Thin Graphene‐Analogous V2O5·nH2O in Aqueous Zinc‐Ion Batteries

材料科学 阴极 水溶液 石墨烯 氧化钒 密度泛函理论 氧化物 制作 碳纳米管 化学工程 电化学 纳米技术 物理化学 冶金 电极 计算化学 病理 工程类 化学 医学 替代医学
作者
Danyang Zhao,Xiaoying Wang,Wenming Zhang,Yijing Zhang,Lei Yu,Xintang Huang,Qiancheng Zhu,Jinping Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (13) 被引量:83
标识
DOI:10.1002/adfm.202211412
摘要

Abstract Aqueous Zn‐ion batteries (AZIBs) are promising due to their high theoretical energy density and intrinsic safety, and the natural abundance of Zn. Since low voltage is an intrinsic shortage of AZIBs, achieving super‐high capacity of cathode materials is a vital way to realize high practical energy density, which however remains a huge challenge. Herein, the capacity increase of classical vanadium oxide cathode is predicted via designing atomic thickness of 2D structure to introduce abundant Zn 2+ storage sites based on density functional theory (DFT) calculation; then graphene‐analogous V 2 O 5 ·nH 2 O (GAVOH) with only few atomic layers is fabricated, realizing a record capacity of 714 mAh g −1 . Pseudocapacitive effect is unveiled to mainly contribute to the super‐high capacity due to the highly exposed GAVOH external surface. In situ Raman and synchrotron X‐ray techniques unambiguously uncover the Zn 2+ storage mechanism. Carbon nanotubes (CNTs) are further introduced to design GAVOH‐CNTs gel ink for large‐scale cathode fabrication. The hybrid cathode demonstrates ultra‐stable cycling and excellent rate capability and delivers a high energy density of 476 Wh kg −1 at 76 W kg −1 ; 228 Wh kg −1 is still retained at high mass loading of 10.2 mg cm −2 . This work provides inspiration for breaking the capacity limit of cathode in AZIBs.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
和谐煜祺完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
妮妮完成签到,获得积分10
刚刚
kkt发布了新的文献求助10
1秒前
ssk完成签到,获得积分10
1秒前
阿来发布了新的文献求助10
1秒前
fei给fei的求助进行了留言
1秒前
Jasper应助凤凰山采纳,获得10
1秒前
carter发布了新的文献求助10
2秒前
平淡惋清完成签到,获得积分10
3秒前
胡图图完成签到,获得积分10
3秒前
Will完成签到,获得积分10
4秒前
春花发布了新的文献求助10
4秒前
彬子完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
做实验的猹完成签到,获得积分10
6秒前
杨杨发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
无情白羊发布了新的文献求助10
7秒前
aaaa完成签到,获得积分10
9秒前
碧蓝白玉完成签到,获得积分10
9秒前
wang完成签到,获得积分10
9秒前
jianjuntang完成签到,获得积分10
10秒前
成就的白羊完成签到,获得积分10
10秒前
鲸鱼完成签到 ,获得积分10
10秒前
贫穷的塔姆完成签到,获得积分10
11秒前
庚仔发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
ping86发布了新的文献求助30
12秒前
夜曦完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
VENTUS完成签到,获得积分10
13秒前
esther816完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
可爱的函函应助超级白昼采纳,获得10
13秒前
传奇3应助march采纳,获得10
13秒前
YY发布了新的文献求助10
14秒前
大个应助wang采纳,获得10
14秒前
SherlockJia发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
Secondary Ion Mass Spectrometry: Basic Concepts, Instrumental Aspects, Applications and Trends 1000
Comparison of adverse drug reactions of heparin and its derivates in the European Economic Area based on data from EudraVigilance between 2017 and 2021 500
[Relativity of the 5-year follow-up period as a criterion for cured cancer] 500
Statistical Analysis of fMRI Data, second edition (Mit Press) 2nd ed 500
Huang‘s catheter ablation of cardiac arrthymias 5th edtion 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3938098
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3483566
关于积分的说明 11024507
捐赠科研通 3213510
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1776236
邀请新用户注册赠送积分活动 862423
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 798464