Nanoconfined vanadium nitride in 3D porous reduced graphene oxide microspheres as high-capacity cathode for aqueous zinc-ion batteries

氮化钒 材料科学 化学工程 阴极 氮化物 石墨烯 氧化物 氧化钒 水溶液 微球 无机化学 多孔性 纳米技术 复合材料 冶金 化学 有机化学 图层(电子) 工程类 物理化学
作者
Jin‐Sung Park,Sung Eun Wang,Dae Soo Jung,Jung-Kul Lee,Yun Chan Kang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:446: 137266-137266 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137266
摘要

• VN-rGO microspheres are synthesized through a facile spray pyrolysis process. • Electrochemical reaction of VN-rGO microspheres with zinc ions is studied. • VN-rGO shows peculiar behavior as a cathode for Zn-ion batteries. Aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) are receiving considerable research highlights owing to their high safety and environment-friendliness. To implement this promising technology for grid-scale energy storage, effective cathode materials with high capacity, cycle stability, and electrochemical kinetics should be developed. Herein, the synthesis of uniquely structured porous VN-reduced graphene oxide composite (VN-rGO) microspheres through a facile spray pyrolysis process and their application as cathodes for ZIBs are introduced. The electrochemical reaction mechanism of VN-rGO microspheres with zinc ions is investigated through various in situ and ex situ analyses. During the initial charge process, VN phase transforms into the Zn 3 (OH) 2 V 2 O 7 ·2H 2 O (ZVOH) phase. From the second cycle and on, the ZVOH phase undergoes zinc-ion ingress and egress processes. VN-rGO microspheres exhibit an unprecedented high capacity (809 mA h g −1 at 0.1 A g −1 ), high energy density (613 W h kg −1 ), and good rate capability (467 mA h g −1 at 2.0 A g −1 ). The cathode delivers a reversible capacity of 445 mA h g −1 after 400 cycles at 1.0 A g −1 , which ascertains the robustness of the structure. The 3D porous rGO matrix to which VN nanocrystals are homogenously anchored accelerates the zinc-ion storage kinetics and endows the cathode with structural robustness.
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
树阴照水完成签到,获得积分10
刚刚
shhdbxbdb发布了新的文献求助10
刚刚
贪玩阑香完成签到,获得积分10
刚刚
p指导发布了新的文献求助30
1秒前
苏苏苏完成签到,获得积分10
1秒前
乐观的小鸡完成签到 ,获得积分10
1秒前
Tao发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
科研小R不秃头完成签到 ,获得积分10
2秒前
xinxin发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
yuxuan完成签到 ,获得积分10
2秒前
苏苏苏发布了新的文献求助30
3秒前
我是老大应助享音采纳,获得10
3秒前
慕青应助从容傲柏采纳,获得10
3秒前
熊熊发布了新的文献求助10
3秒前
Youmad发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
今后应助wujnghao采纳,获得10
4秒前
树阴照水发布了新的文献求助10
5秒前
kkkk完成签到,获得积分10
5秒前
米斯特刘完成签到,获得积分10
5秒前
优雅友蕊完成签到,获得积分10
6秒前
纯真的靖琪完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
cai发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
onecat发布了新的文献求助10
8秒前
领导范儿应助Tao采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
12秒前
wenze完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
慕青应助橙子采纳,获得10
12秒前
小木木发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1055
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1000
Psychology Applied to Teaching 14th Edition 600
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 600
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 4100288
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3638171
关于积分的说明 11528509
捐赠科研通 3346987
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1839451
邀请新用户注册赠送积分活动 906769
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 823975