Rational construction of phosphate layer to optimize Cu-regulated Fe3O4 as anode material with promoted energy storage performance for rechargeable Ni-Fe batteries

材料科学 阳极 储能 图层(电子) 化学工程 磷酸盐 纳米技术 冶金 电极 功率(物理) 化学 有机化学 量子力学 物理 工程类 物理化学
作者
Shuhua Hao,Yupeng Xing,Peiyu Hou,Gang Zhao,Jinzhao Huang,Shipeng Qiu,Xijin Xu
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:108: 133-141 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.09.015
摘要

Flexible aqueous energy storage devices with high security and flexibility are crucial for the progress of wearable energy storage. Particularly, aqueous rechargeable Ni-Fe batteries owning a large theoretical capacity, low cost and outstanding safety characteristics have emerged as a promising candidate for flexible aqueous energy storage devices. Herein, Cu-doped Fe 3 O 4 (CFO) with 3D coral structure was prepared by doping Cu 2+ based on Fe 3 O 4 nanosheets (FO). Furthermore, the Fe-based anode material (CFPO) grown on carbon fibers was obtained by reconstructing the surface of CFO to form a low-crystallization shell which can enhance the ion transport. Excitingly, the newly developed CFPO electrode as an innovative anode material further exhibited a high capacity of 117.5 mAh g −1 (or 423 F g −1 ) at 1 A g −1 . Then, the assembled aqueous Ni-Fe batteries with a high cell-voltage output of 1.6 V deliver a high capacity of 49.02 mAh g −1 at 1 A g −1 and retention ratio of 96.8% for capacitance after 10 000 continuous cycles. What's more, the aqueous quasi-solid-state batteries present a remarkable maximal energy density of 45.6 Wh kg −1 and a power density of 12 kW kg −1 . This work provides an innovative and feasible way and optimization idea for the design of high-performance Fe-based anodes, and may promote the development of a new generation of flexible aqueous Ni-Fe batteries. The cationic doping strategy can construct unique 3D coral nanostructures, optimize the interface, leading to the electrode with a significant reaction active center, stable structure. Among them, the mass capacity of the as-assembled Ni-Fe battery is 49.02 mAh g −1 , the energy density is 45.6 Wh kg −1 , the power density is 12 kW kg −1 , which is better than numerous Fe-based batteries reported recently.
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
凝望那片海2020完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
NexusExplorer应助CJW采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助Ywr采纳,获得80
1秒前
kuan_完成签到 ,获得积分10
1秒前
我去打球发布了新的文献求助10
2秒前
mjc发布了新的文献求助20
2秒前
淮竹完成签到,获得积分10
2秒前
时鹏飞完成签到,获得积分10
2秒前
啊啊完成签到 ,获得积分10
2秒前
凡羽完成签到,获得积分10
3秒前
猪哥完成签到 ,获得积分10
3秒前
潇洒友绿发布了新的文献求助10
3秒前
汤雪婷发布了新的文献求助10
4秒前
KScrazy完成签到,获得积分20
4秒前
yilia完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
六六发布了新的文献求助10
5秒前
Qscar完成签到 ,获得积分10
5秒前
成就的大米完成签到 ,获得积分10
5秒前
小钻风完成签到,获得积分10
5秒前
负电荷完成签到 ,获得积分10
6秒前
wwwu完成签到,获得积分10
6秒前
78888发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
李旭完成签到,获得积分10
7秒前
hetao286完成签到,获得积分10
7秒前
棠以秧完成签到 ,获得积分10
7秒前
Yanssrer完成签到,获得积分10
8秒前
出水芙蓉完成签到,获得积分10
8秒前
zikk233完成签到,获得积分10
8秒前
wind完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
Sylvia完成签到 ,获得积分10
9秒前
少吃一口完成签到,获得积分10
9秒前
研友_LOK59L完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
没有如果完成签到,获得积分10
9秒前
WNL完成签到,获得积分10
9秒前
支付宝发布了新的文献求助10
10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
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778573
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318885
关于积分的说明 20366980
捐赠科研通 7365620
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319222
关于科研通互助平台的介绍 2467256
邀请新用户注册赠送积分活动 2334718