Small‐Dipole‐Molecule‐Containing Electrolytes for High‐Voltage Aqueous Rechargeable Batteries

材料科学 水溶液 电解质 溶剂化 分子 电化学 电化学窗口 锂(药物) 化学工程 无机化学 纳米技术 化学物理 离子电导率 化学 物理化学 有机化学 电极 医学 工程类 内分泌学
作者
Zhaodong Huang,Tairan Wang,Xinliang Li,Huilin Cui,Guojin Liang,Qi Yang,Ze Chen,Ao Chen,Ying Guo,Jun Fan,Chunyi Zhi
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (4) 被引量:100
标识
DOI:10.1002/adma.202106180
摘要

High-voltage aqueous rechargeable batteries are promising competitors for next-generation energy storage systems with safety and high specific energy, but they are limited by the absence of low-cost aqueous electrolytes with a wide electrochemical stability window (ESW). The decomposition of aqueous electrolytes is mainly facilitated by the hydrogen bond network between water molecules and the water molecules in the solvation sheath. Here, three types of small dipole molecules (small molecules containing a dipole; glycerol (Gly), erythritol (Et), and acrylamide (AM)) are reported to develop aqueous electrolytes with high safety and wide ESW (over 2.5 V) for aqueous lithium-, sodium-, and zinc-ion batteries, respectively. The solvation-sheath structures are explored by ab initio molecular dynamics (MD) simulations, demonstrating that three types of dipole molecules deplete the water molecules in the solvation sheath of the charge carrier and break the hydrogen bond network between the water molecules, thus effectively expanding the ESW. A battery constructed from lithium titanate and lithium manganate in Gly-containing electrolyte exhibits an output voltage of 2.45 V and retains a specific capacity of 119.6 mAh g-1 after 400 cycles. This work provides another strategy for exploiting low-cost high-voltage electrolytes for aqueous energy-storage systems.
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
宁宁宁发布了新的文献求助10
刚刚
yaosan完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
mm_zxh完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
无限的FF发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
禹平露完成签到,获得积分10
3秒前
大气的甜瓜完成签到 ,获得积分10
3秒前
热情曼云完成签到,获得积分10
4秒前
兰兰猪头发布了新的文献求助10
4秒前
ANmin发布了新的文献求助10
4秒前
佳妮发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI5应助木鸽子采纳,获得10
5秒前
6秒前
日升月发布了新的文献求助10
6秒前
宁宁宁完成签到,获得积分10
6秒前
司徒文青给司徒文青的求助进行了留言
7秒前
超级无心完成签到,获得积分10
7秒前
cc完成签到 ,获得积分10
7秒前
GakkiSmile发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
桐桐应助2021采纳,获得10
9秒前
syuen完成签到,获得积分10
11秒前
Lin发布了新的文献求助10
12秒前
ngyl完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI5应助苹果采纳,获得30
13秒前
天天快乐应助zz采纳,获得10
14秒前
王不王发布了新的文献求助10
14秒前
迷人冥完成签到 ,获得积分10
14秒前
dfggg发布了新的文献求助10
14秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
轩辕沛柔发布了新的文献求助30
16秒前
19秒前
20秒前
20秒前
2021发布了新的文献求助10
20秒前
zzgyncs应助Smanz采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 400
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3787003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3332619
关于积分的说明 10256691
捐赠科研通 3047851
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1672796
邀请新用户注册赠送积分活动 801549
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760271