Multi‐Scale Investigations of δ‐Ni0.25V2O5·nH2O Cathode Materials in Aqueous Zinc‐Ion Batteries

材料科学 阴极 微观结构 钒酸盐 离子 扩散 多孔性 曲折 原子单位 格子(音乐) 化学工程 水溶液 纳米技术 物理化学 冶金 热力学 复合材料 物理 化学 工程类 量子力学 声学
作者
Jianwei Li,Kit McColl,Xuekun Lu,Sanjayan Sathasivam,Haobo Dong,Liqun Kang,Zhuangnan Li,Siyu Zhao,Andreas Kafizas,Feng Ryan Wang,Dan J. L. Brett,Paul R. Shearing,Furio Corà,Guanjie He,Claire J. Carmalt,Ivan P. Parkin
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:10 (15) 被引量:258
标识
DOI:10.1002/aenm.202000058
摘要

Abstract Cost‐effective and environment‐friendly aqueous zinc‐ion batteries (AZIBs) exhibit tremendous potential for application in grid‐scale energy storage systems but are limited by suitable cathode materials. Hydrated vanadium bronzes have gained significant attention for AZIBs and can be produced with a range of different pre‐intercalated ions, allowing their properties to be optimized. However, gaining a detailed understanding of the energy storage mechanisms within these cathode materials remains a great challenge due to their complex crystallographic frameworks, limiting rational design from the perspective of enhanced Zn 2+ diffusion over multiple length scales. Herein, a new class of hydrated porous δ‐Ni 0.25 V 2 O 5 .nH 2 O nanoribbons for use as an AZIB cathode is reported. The cathode delivers reversibility showing 402 mAh g −1 at 0.2 A g −1 and a capacity retention of 98% over 1200 cycles at 5 A g −1 . A detailed investigation using experimental and computational approaches reveal that the host “δ” vanadate lattice has favorable Zn 2+ diffusion properties, arising from the atomic‐level structure of the well‐defined lattice channels. Furthermore, the microstructure of the as‐prepared cathodes is examined using multi‐length scale X‐ray computed tomography for the first time in AZIBs and the effective diffusion coefficient is obtained by image‐based modeling, illustrating favorable porosity and satisfactory tortuosity.
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
刚刚
敏感代云完成签到,获得积分10
1秒前
ZHANGZQ完成签到 ,获得积分10
1秒前
zzz完成签到,获得积分10
1秒前
Orange应助鲤鱼灵寒采纳,获得10
2秒前
3秒前
molihuakai应助清研采纳,获得10
3秒前
4秒前
爆米花应助wllom采纳,获得10
4秒前
mayounaizi14完成签到,获得积分10
4秒前
庸人自扰完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
自觉的老九完成签到,获得积分10
5秒前
蕾蕾发布了新的文献求助10
6秒前
17871635733完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
科研通AI6.4应助铮铮铁骨采纳,获得10
7秒前
十三完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
kelvin发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
邢夏之完成签到,获得积分10
9秒前
Weizhuo完成签到 ,获得积分10
10秒前
Brian发布了新的文献求助10
10秒前
quan发布了新的文献求助10
10秒前
CC发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
无极微光应助小曾最棒啦采纳,获得20
11秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Chengggggg完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
热热完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
认真芷容应助陶玟霖采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
14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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7750746
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9298228
关于积分的说明 20245244
捐赠科研通 7332694
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309706
关于科研通互助平台的介绍 2461230
邀请新用户注册赠送积分活动 2322237