Unveiling the Local Structure and the Ligand Field of Organic Cation Preintercalated Vanadate Cathode for Aqueous Zinc-Ion Batteries

钒酸盐 水溶液 阴极 无机化学 离子 配体(生物化学) 化学 材料科学 物理化学 有机化学 生物化学 受体
作者
Heng Liu,Huanhuan Niu,Wei‐Hsiang Huang,Ting Shen,Changyuan Li,Chun‐Chi Chang,Menghao Yang,Chenlong Gao,Long Yang,Quan Zong,Yanzhong Pei,Guozhong Cao,Chaofeng Liu
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:9 (11): 5492-5501 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.4c02709
摘要

Layered vanadium-based materials have been extensively studied as promising cathode materials for aqueous zinc-ion batteries (AZIBs). However, challenges remain to achieve the desired high energy conversion efficiency and energy densities as well as long cycling stability requiring an in-depth understanding of the local and the electronic structure of a vanadium-based cathode, especially concerning the impacts on electrochemical potential and mass transfer in the electrochemical process. In this work, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium cations are preintercalated into the layered hydrate vanadium pentoxide (V2O5·nH2O) and partially replace the electroneutral structural water, changing the local atomic environment. X-ray absorption spectroscopies demonstrate the V–O bond elongation and the distortion in the [VO6] octahedra, which alter the ligand field and brings the V 3d state to a lower energy level, ultimately leading to an increase in the electrochemical potential. It is also revealed that the preintercalated organic cations exert electrostatic interaction with lattice oxygen, stabilizing the layered structure and buffering lattice strain during cycling. Consequently, the modified cathode achieves a superior specific capacity of 412 mAh/g at 0.5 A/g and a capacity retention of 97% after 3000 cycles at 8 A/g. The unveiled correlation between local structure and electrochemical performance paves the way for optimizing the cathode materials by manipulating the local coordination environment.
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
杜婕完成签到 ,获得积分10
刚刚
Rachel完成签到 ,获得积分10
刚刚
胡子完成签到,获得积分10
1秒前
闻疏完成签到,获得积分10
1秒前
能干蜜蜂完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
飞0802完成签到,获得积分10
2秒前
YDM完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
胡无敌应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
苗觉觉完成签到,获得积分10
4秒前
dddd完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
拥挤而独行完成签到,获得积分10
5秒前
美含发布了新的文献求助10
5秒前
Shirley完成签到 ,获得积分10
6秒前
呀呀呀呀完成签到,获得积分10
6秒前
Lion发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
吃饭了没完成签到,获得积分10
7秒前
卡乐瑞咩吹可完成签到,获得积分10
7秒前
jh完成签到 ,获得积分10
7秒前
陈功完成签到,获得积分10
7秒前
xiaowang发布了新的文献求助10
8秒前
东皇太一完成签到,获得积分10
8秒前
gyj完成签到,获得积分10
8秒前
迅速的代桃完成签到,获得积分10
8秒前
在水一方应助chutong12345采纳,获得10
8秒前
无花果应助Dream采纳,获得10
8秒前
8秒前
拜拜拜仁完成签到,获得积分10
8秒前
Willing完成签到 ,获得积分10
9秒前
高分求助中
Organic Chemistry 20086
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
yolo算法-游泳溺水检测数据集 500
First Farmers: The Origins of Agricultural Societies, 2nd Edition 500
Metals, Minerals, and Society 400
International socialism & Australian labour : the Left in Australia, 1919-1939 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 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 4295634
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3821547
关于积分的说明 11963862
捐赠科研通 3463790
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1899878
邀请新用户注册赠送积分活动 947979
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 850619