Nb2CTx MXene Cathode for High-Capacity Rechargeable Aluminum Batteries with Prolonged Cycle Lifetime

材料科学 煅烧 阴极 电化学 电池(电) 无定形固体 化学工程 纳米技术 插层(化学) 电极 储能 锂(药物) 无机化学 催化作用 电气工程 工程类 内分泌学 物理 物理化学 功率(物理) 有机化学 化学 医学 量子力学 生物化学
作者
Jiahui Li,Fanshuai Zeng,Jehad K. El‐Demellawi,Lin Qi-cai,Shengkun Xi,Junwei Wu,Jiancheng Tang,Xixiang Zhang,Xingjun Liu,Shaobo Tu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (40): 45254-45262 被引量:29
标识
DOI:10.1021/acsami.2c09765
摘要

Aluminum-ion batteries have garnered significant interest as a potentially safer and cheaper replacement for conventional lithium-ion batteries, offering a shorter charging time and denser storage capacity. Nonetheless, the progress in this field is considerably hampered by the limited availability of suitable cathode materials that can sustain the reversible intercalation of Al3+/[AlCl4]- ions, particularly after long cycles. Herein, we demonstrate that rechargeable Al batteries embedded with two-dimensional (2D) Nb2CTx MXene as a cathode material exhibit excellent capacity and exceptional long cyclic performance. We have successfully improved the initial electrochemical performance of Nb2CTx MXene after being properly delaminated to a single-layered microstructure and subjected to a post-synthesis calcining treatment. Compared to pristine Nb2CTx MXene, the Al battery embedded with the calcined Nb2CTx MXene cathode has, respectively, retained high capacities of 108 and 80 mAh g-1 after 500 cycles at current densities of 0.2 and 0.5 A g-1 in a wide voltage window (0.1-2.4 V). Noteworthily, the cyclic lifetime of Nb2CTx MXene was extended from ∼300 to >500 times after calcination. We reveal that attaining Nb2CTx nanosheets with a controllable d-spacing has promoted the migration of the [AlCl4]- and Al3+ ions in the MXene interlayers, leading to enhanced charge storage. Furthermore, we found out that the formation of niobium oxides and amorphous carbon after calcination probably benefits the electrochemical performance of Nb2CTx MXene electrode in Al batteries.
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
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
丹儿发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
爱笑莹芝完成签到 ,获得积分10
2秒前
谷雨发布了新的文献求助10
3秒前
深情安青应助小巧凝竹采纳,获得10
3秒前
宁静完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
yltstt完成签到,获得积分10
6秒前
好梦苏醒发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
迷人灰狼完成签到,获得积分10
9秒前
von宵完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
谷雨完成签到,获得积分10
10秒前
schen发布了新的文献求助10
12秒前
Lucas应助落晨采纳,获得10
13秒前
沉默安波完成签到,获得积分10
15秒前
wangkeke完成签到,获得积分10
15秒前
丹儿完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
爆米花应助研友_8DAv0L采纳,获得10
17秒前
adi完成签到,获得积分10
17秒前
wangkeke发布了新的文献求助10
18秒前
任性一兰发布了新的文献求助20
22秒前
23秒前
24秒前
勤恳的黑夜完成签到 ,获得积分10
25秒前
hkh发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
香蕉八宝粥完成签到,获得积分10
25秒前
苗条的一一完成签到,获得积分10
27秒前
ding应助晓兴兴采纳,获得10
29秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 310
Composite Predicates in English 300
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3982111
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3525833
关于积分的说明 11228806
捐赠科研通 3263704
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1801643
邀请新用户注册赠送积分活动 879937
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807667