Localized Ostwald Ripening Guided Dissolution/Regrowth to Ancient Chinese Coin‐shaped VO2 Nanoplates with Enhanced Mass Transfer for Zinc Ion Storage

奥斯特瓦尔德成熟 材料科学 溶解 电解质 传质 纳米结构 热液循环 电化学 化学工程 水溶液 电极 纳米技术 冶金 热力学 物理化学 工程类 物理 化学
作者
Ziyi Cao,Lipeng Wang,Hong Zhang,Xiang Zhang,Jiangwen Liao,Juncai Dong,Jiangyue Shi,Peiyuan Zhuang,Yudong Cao,Mingxin Ye,Jianfeng Shen,Pulickel M. Ajayan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (25) 被引量:122
标识
DOI:10.1002/adfm.202000472
摘要

Abstract Charge and mass transfer at the interface between electrode and electrolyte are of vital significance for energy conversion and storage in aqueous rechargeable zinc ion batteries (ZIBs). Approaching rational design and preparation of unique nanostructures with enhanced mass transfer is still facing great challenges in response to these problems. Herein, the highly uniform and round new‐state nsutite‐type vanadium dioxide (VO 2 ) nanoplates with novel ancient Chinese coin structure (with thickness of ≈50 nm and diameter of ≈500 nm, with a hole in the middle) are prepared successfully. During the hydrothermal process, the VO 2 nanoplate undergoes an interesting Ostwald ripening guided dissolution‐regrowth process, resulting in the formation of the unusual ancient Chinese coin structure. Impressively, based on structural merits of the abundant electrolyte‐accessible sites and transfer pathways, the mass transfer can be enhanced at the surface of as‐prepared VO 2 nanoplates‐based electrode. The VO 2 nanoplates further deliver high reversible specific capacity and rate ability for rechargeable ZIBs. Hence, this work presents a new avenue for designing unique nanostructure vanadium oxides to boost the electrochemical properties of aqueous ZIBs.
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