Engineering d-p orbital hybridization through regulation of interband energy separation for durable aqueous Zn//VO2(B) batteries

杂原子 水溶液 密度泛函理论 电化学 兴奋剂 阴极 离子 功率密度 化学 反应性(心理学) 扩散 电极 氧化钒 材料科学 化学物理 无机化学 计算化学 热力学 物理 物理化学 光电子学 功率(物理) 有机化学 戒指(化学) 替代医学 病理 医学
作者
Wenwei Zhang,Jianfeng Liu,Wanyue Cai,Min Zhou,Wenhui Zhong,Gaofan Xiao,Ping Luo,Yan Zhao,Qinyou An
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:464: 142711-142711 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142711
摘要

VO2(B) is considered as the leading candidate cathode materials for AZIBs, however, the primary challenge of slow kinetics and limited actual capacity remains unresolved to date well in modification strategy. Significantly, the insights into the mechanism of ion doping, one of the most effective measures, have not been explored well. Herein, we proposed and unveil that reactivity of vanadium atoms and the Zn2+ ion adsorption energy in VO2(B) can be related to the theoretical model Δd-p based on the band-center of heteroatom and surrounding coordination oxygen via the density functional theory (DFT). Accordingly, the heteroatom (Cr, Mo and W)-doped VO2(B) cathode was proposed for AZIBs and it can well verify the above theoretical calculation results. Typically, the Mo-doped VO2(B) delivers the best comprehensive electrochemical performance, and it owns excellent initial specific capacity (264.6 mA h g−1) and retention rate (81.4 %) can be obtained at the 3.0 A g−1 after 3000 cycles. And, it also shows a much faster Zn2+ ion diffusion coefficient (2.1×10−8 vs 2.6×10−9 cm2 S−1) than that of pure VO2(B). Meanwhile, the promising energy density of 207.3 Wh kg−1 at 0.1 A g−1 and power density of 3094.5 W kg−1 at 5.0 A g−1 also was achieved. This finding can help understand the modification mechanism of heteroatom-doping materials and fundamentally guide the electrode design to improve performance.
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
JamesPei应助济南清朝老兵采纳,获得14
刚刚
2秒前
yydy完成签到,获得积分10
2秒前
时遇完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
huohuo完成签到,获得积分10
3秒前
xfq0829应助尊敬的迎蓉采纳,获得10
4秒前
ns完成签到,获得积分10
4秒前
香蕉觅云应助阿怪采纳,获得10
4秒前
5秒前
天天快乐应助Rwo采纳,获得10
6秒前
时遇发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Fan发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Hello应助Z66采纳,获得10
7秒前
wwq完成签到,获得积分20
8秒前
小木子发布了新的文献求助10
8秒前
Ryan应助zhangjian采纳,获得10
8秒前
在水一方应助贪玩大侠采纳,获得10
8秒前
ral完成签到,获得积分10
9秒前
Mercy完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
淡然冬灵发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
顾矜应助糊涂的万采纳,获得30
12秒前
小二郎应助Water采纳,获得10
12秒前
123发布了新的文献求助10
12秒前
王王发布了新的文献求助10
13秒前
CFD应助彩虹采纳,获得10
14秒前
15秒前
研友_VZG7GZ应助时遇采纳,获得10
15秒前
祁轩完成签到,获得积分10
16秒前
正方形圆完成签到,获得积分20
17秒前
高贵的平松完成签到,获得积分10
18秒前
务实寄松发布了新的文献求助10
19秒前
柳贯一应助尊敬的迎蓉采纳,获得10
19秒前
沉静的梦玉完成签到,获得积分20
20秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
20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
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 800
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 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 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6943300
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8628896
关于积分的说明 18303772
捐赠科研通 6377587
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3078864
关于科研通互助平台的介绍 2119238
邀请新用户注册赠送积分活动 2055784