Intercalant-induced V t 2 g orbital occupation in vanadium oxide cathode toward fast-charging aqueous zinc-ion batteries

氧化钒 阴极 离子 材料科学 氧化物 水溶液 化学 无机化学 物理化学 冶金 有机化学
作者
Yixiu Wang,Shiqiang Wei,Zheng‐Hang Qi,Shuangming Chen,Kefu Zhu,Honghe Ding,Yuyang Cao,Quan Zhou,Changda Wang,Pengjun Zhang,Xin Guo,Xiya Yang,Xiaojun Wu,Li Song
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (13) 被引量:51
标识
DOI:10.1073/pnas.2217208120
摘要

Intercalation-type layered oxides have been widely explored as cathode materials for aqueous zinc-ion batteries (ZIBs). Although high-rate capability has been achieved based on the pillar effect of various intercalants for widening interlayer space, an in-depth understanding of atomic orbital variations induced by intercalants is still unknown. Herein, we design an NH4+-intercalated vanadium oxide (NH4+-V2O5) for high-rate ZIBs, together with deeply investigating the role of the intercalant in terms of atomic orbital. Besides extended layer spacing, our X-ray spectroscopies reveal that the insertion of NH4+ could promote electron transition to 3dxy state of V t2g orbital in V2O5, which significantly accelerates the electron transfer and Zn-ion migration, further verified by DFT calculations. As results, the NH4+-V2O5 electrode delivers a high capacity of 430.0 mA h g-1 at 0.1 A g-1, especially excellent rate capability (101.0 mA h g-1 at 200 C), enabling fast charging within 18 s. Moreover, the reversible V t2g orbital and lattice space variation during cycling are found via ex-situ soft X-ray absorption spectrum and in-situ synchrotron radiation X-ray diffraction, respectively. This work provides an insight at orbital level in advanced cathode materials.
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
Lynn怯霜静完成签到,获得积分10
刚刚
Nzee完成签到,获得积分10
2秒前
乐乐应助林钰浩采纳,获得10
3秒前
ED应助席半采纳,获得10
3秒前
李66完成签到,获得积分10
3秒前
ffffffff发布了新的文献求助30
4秒前
Juyi发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
李娜完成签到,获得积分10
7秒前
rrrrrrry发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
小春卷完成签到,获得积分10
7秒前
Young完成签到,获得积分10
8秒前
潇洒的小鸽子完成签到 ,获得积分10
9秒前
高贵以珊发布了新的文献求助10
10秒前
研友_LOKXmL完成签到,获得积分10
10秒前
叶问夏完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
肖的花园完成签到 ,获得积分10
12秒前
Jiang发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
速溶baka发布了新的文献求助10
13秒前
席半完成签到,获得积分10
14秒前
瓜瓜发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
SMLW发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
ld发布了新的文献求助10
19秒前
HHH完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
需要交流的铅笔完成签到 ,获得积分10
20秒前
小叶子完成签到,获得积分20
20秒前
111完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
BrandNew。发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
壮语核心名词的语言地图及解释 900
Canon of Insolation and the Ice-age Problem 380
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
Quantum Sensors Market 2025-2045: Technology, Trends, Players, Forecasts 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 计算机科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 基因 物理化学 催化作用 光电子学 量子力学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3915771
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3461325
关于积分的说明 10916228
捐赠科研通 3188215
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1762491
邀请新用户注册赠送积分活动 852881
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 793603