Rational Design of V2O5/VOPO4 Heterostructure Cathode Inducing Interface Optimization for High-Rate and Long-Cycling Aqueous Zinc-Ion Batteries

阴极 异质结 溶解 水溶液 电化学 材料科学 化学工程 电极 化学 光电子学 冶金 物理化学 工程类
作者
Shiyao Deng,Xuemin Yan,Yu Jiang,Fengyue Ding,Aixin Li,Ruijie Zhang,Yongheng Qu,Zhizhong Xie,Junxin Duan
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.5c03316
摘要

Aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) represent an environmentally benign energy storage alternative. However, the V2O5 cathode suffers from limited cycling stability and rate capability due to structural instability, vanadium dissolution, and high desolvation energy caused by the large size of [Zn(H2O)6]2+ deintercalation. Address these issues, we introduce a V2O5/VOPO4 (VOP) heterostructure that that reinforces the crystal structure to suppress vanadium dissolution and establishes a hydrophilic interface reducing the desolvation energy of Zn2+. The heterostructure additionally generates an internal electric field boosting Zn2+ kinetics, synergistically enhancing the rate performance. Density functional theory calculations and in situ X-ray diffraction elucidate the operating mechanism, while a suite of ex situ characterizations confirms improved structural stability, dissolution resistance, and electrochemical performance. The optimized VOP heterostructure achieves a remarkable capacity retention of 194.8 mAh g-1 after 4000 cycles at 10 A g-1, underscoring its effectiveness in bolstering the cathode's performance for AZIBs.
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
FashionBoy应助微眠采纳,获得10
1秒前
1秒前
enen发布了新的文献求助10
1秒前
程雪霞完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
尧尧发布了新的文献求助10
1秒前
柳crystal完成签到,获得积分10
1秒前
Moving_Dr完成签到,获得积分10
1秒前
Music完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
SilentStorm发布了新的文献求助10
2秒前
寀园一只猪完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Ll_l完成签到,获得积分10
3秒前
广君发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
env完成签到,获得积分10
4秒前
CR7应助xiaoxiao采纳,获得20
4秒前
Ava应助胡胡采纳,获得10
5秒前
Jasper应助天亮了采纳,获得10
5秒前
飞云发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
常常完成签到,获得积分0
6秒前
zsj发布了新的文献求助10
6秒前
LT发布了新的文献求助10
6秒前
哦啦啦完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
尘封雪完成签到,获得积分10
8秒前
逢投必中完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
英姑应助enen采纳,获得30
8秒前
归海凡儿发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
斯文败类应助尧尧采纳,获得10
9秒前
9秒前
小可发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Problem based learning 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5388748
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4511007
关于积分的说明 14037429
捐赠科研通 4421757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2428916
邀请新用户注册赠送积分活动 1421496
关于科研通互助平台的介绍 1400650