Investigating Intercalation of Chloroaluminate Anions in Graphene-Based Materials for Rechargeable Aluminum-Ion Batteries

材料科学 电池(电) 石墨烯 插层(化学) 阴极 纳米技术 储能 锂(药物) 离子 碳纳米管 热扩散率 化学工程 化学 无机化学 物理化学 内分泌学 工程类 物理 功率(物理) 医学 有机化学 量子力学
作者
Hana Yoon,Mehdi Rezaee,Yeong A. Lee,Kanghoon Yim,Rizcky Tamarany,Chan‐Woo Lee,Valerie S. McGraw,Takashi Taniguchi,Kenji Watanabe,Philip Kim,Chung‐Yul Yoo,D. Kwabena Bediako
出处
期刊:Meeting abstracts [Institute of Physics]
卷期号:MA2023-01 (7): 2788-2788
标识
DOI:10.1149/ma2023-0172788mtgabs
摘要

Development of energy storage systems with high energy and power density, high safety, long cycle life, and low cost is crucial for various applications, including portable electronics and grid storage of renewable energies. Among various battery technologies, rechargeable aluminum ion batteries are particularly attractive due to the abundance, low cost, and safety of aluminum. However, unlike lithium ion batteries, many aspects of the fundamental intercalation processes and dynamics in these aluminum-based battery systems remain unresolved. In this study, we investigate the intercalation of chloroaluminate ions in atomically thin carbon cathodes using mesoscopic devices for charge transport and operando optical microscopy. These measurements provide insights into the energetics and dynamics of intercalation processes in atomically thin samples. We compare the atomically thin single crystal measurements to the cycling response of a high-performance rechargeable aluminum ion battery consisting of a few-layer graphene–multiwall carbon nanotube composite cathode. Our findings show that these nano-composites exhibit a high specific capacity and cyclic stability at high current densities, with a ~3-fold improvement in overall ion diffusivity in the aluminum ion battery. However, the battery cells still exhibit chloroaluminate diffusivities less than ~1% of those in mesoscopic single crystals. Our results highlight the distinction between intrinsic and ensemble electrochemical behavior in aluminum-based batteries and demonstrate that engineering ion transport to enhance diffusivity in these devices can lead to significant improvements in battery performance.

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
木木水发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
邹邹完成签到,获得积分10
3秒前
赘婿的应助被Felix采纳,获得10
3秒前
经十路以东的应助被ts采纳,获得10
3秒前
5秒前
求求了,让孩子毕业吧完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
梁菡杨发布了新的文献求助10
8秒前
江野林完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
勤恳的半山完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
薛璟发布了新的文献求助10
10秒前
shidapai2完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
诸葛语蝶完成签到,获得积分10
12秒前
YYDing发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
学习ing完成签到,获得积分10
12秒前
不摇碧莲完成签到 ,获得积分10
12秒前
香蕉觅云的应助被热情的人杰采纳,获得10
12秒前
独特的绿蝶完成签到,获得积分10
13秒前
Never stall发布了新的文献求助10
13秒前
太阳能之子完成签到,获得积分10
14秒前
请叫我风吹麦浪完成签到,获得积分0
15秒前
cocolinfly发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
Felix发布了新的文献求助10
17秒前
星辰大海的应助被花哨采纳,获得10
18秒前
Rowlet完成签到,获得积分10
18秒前
lu完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
CodeCraft的应助被SHN采纳,获得10
20秒前
梁菡杨完成签到,获得积分10
20秒前
故屿安发布了新的文献求助10
20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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7793965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9330353
关于积分的说明 20436921
捐赠科研通 7383904
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3324235
关于科研通互助平台的介绍 2471930
邀请新用户注册赠送积分活动 2341292