A High Utilization and Environmentally Sustainable All‐Organic Aqueous Zinc‐Ion Battery Enabled by a Molecular Architecture Design

材料科学 阴极 水溶液 阳极 电化学 法拉第效率 化学工程 电池(电) 电极 有机化学 化学 物理化学 量子力学 物理 工程类 功率(物理)
作者
Jin Yang,Haiming Hua,Huiya Yang,Pengbin Lai,Minghao Zhang,Zeheng Lv,Zhipeng Wen,Cheng Chao Li,Jinbao Zhao,Yang Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (25) 被引量:71
标识
DOI:10.1002/aenm.202204005
摘要

Abstract Despite their safe and cost‐effective merits, the cycling durability of aqueous zinc–organic batteries is hindered by cathode dissolution and low coulombic efficiency of Zn metal anodes. Herein, a Zn metal‐free all‐organic zinc‐ion battery (ZIB) is proposed by using quinoxalino[2,3‐i]diquinoxalino[2′,3′:6,7]quinoxalino[2,3‐a:2,3‐c] phenazine (QDPA) cathode coupled with a 1,4,5,8‐Naphthalenetetracarboxylic diimide (NPI) anode, rendering excellent electrochemical reversibility with high utilization. Based on the molecular architecture strategy, a QDPA cathode with an enlarged aromatic ring system is designed and synthesized, which not only effectively inhibits structural collapse during cycling but also enhances the working voltage without lowering the active group ratio. Moreover, theoretical calculations and experimental results confirm the rapid H + storage mechanism in the CN active sites of QDPA, affording ultra‐fast electrochemical kinetics. Thus, it delivers a negligible capacity decay of 0.002% up to 13 000 cycles at 20 A g −1 . Moreover, the QDPA//NPI all‐organic aqueous ZIB with a high energy density of 43.1 Wh kg −1 is demonstrated to be easily disassembled and recycled by the incineration treatment after battery failure, ensuring outstanding environmental sustainability.
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
JamesPei应助呼呼哈哈采纳,获得10
1秒前
anan完成签到,获得积分10
2秒前
WeiBao发布了新的文献求助10
2秒前
Kao应助Zh采纳,获得10
2秒前
lunarcry完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
不爱学习完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
3秒前
molihuakai应助PoorResearch采纳,获得10
4秒前
4秒前
科研甜菜发布了新的文献求助10
4秒前
万能图书馆应助小安采纳,获得10
4秒前
lalala完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
池安完成签到,获得积分10
5秒前
Jeremy完成签到 ,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
听风雨发布了新的文献求助10
5秒前
六花完成签到,获得积分10
5秒前
NexusExplorer应助周小鱼采纳,获得10
6秒前
222发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
传统的故事应助路人采纳,获得10
7秒前
情怀应助白落提采纳,获得10
7秒前
7秒前
justiceyzh完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
七月不远举报WYF求助涉嫌违规
8秒前
kangnakangna完成签到,获得积分10
8秒前
粗心的沉鱼完成签到,获得积分10
8秒前
linjiebro发布了新的文献求助10
8秒前
qwadee完成签到,获得积分10
9秒前
Leeee完成签到,获得积分10
9秒前
烟花应助疾风采纳,获得10
9秒前
专注笑珊发布了新的文献求助10
9秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
格子发布了新的文献求助30
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
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 7258067
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8880119
关于积分的说明 18760635
捐赠科研通 6938477
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201248
关于科研通互助平台的介绍 2375276
邀请新用户注册赠送积分活动 2177051