亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Low-Strain Cathode via Electrochemical Conversion for High-Power and Durable Aqueous Zinc-Ion Batteries

阴极 材料科学 电化学 水溶液 化学工程 电解质 电极 氧化还原 结构稳定性 密度泛函理论 纳米技术 扩散 复合数 离子 储能 相(物质) 纳米颗粒 纳米材料 容量损失 硼
作者
Neng Yu,Qingpu Zeng,Lei Hu,Kai Guo,Lei Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (1): 1278-1289 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c17427
摘要

Vanadium-based compounds are promising cathodes for aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) due to their multivalent redox chemistry and high theoretical capacity, but their cycling stability is hindered by weak interlayer interactions and strong Zn 2+ –V–O electrostatics, leading to lattice strain (volumetric strain, ∼ 20%) and high ion migration barriers. Herein, we demonstrate a simple, cost-effective, and efficient in situ electrochemical conversion strategy to transform VB 2 into Zn 3 (OH) 2 V 2 O 7 ·2H 2 O (ZnVOH), a vanadium-based cathode featuring low-strain characteristics (volumetric strain of 4.29%). ZnVOH possesses a large open and expanded framework structure, water-mediated shielding layers that weaken Zn 2+ –V–O interactions and lower migration barriers, and a [ZnO 6 ]-[VO 4 ] framework that buffers structural stress during Zn 2+ /H + insertion. Meanwhile, soluble borate species (B 4 O 7 2– and B(OH) 4 – ) generated during conversion stabilize the electrolyte pH and suppress parasitic phase formation, further enhancing durability. To improve the electronic conductivity, a carbon-coated composite (ZnVOH@C) was fabricated. Density functional theory calculations confirm its enhanced electronic transport and Zn 2+ /H + diffusion kinetics. Consequently, ZnVOH@C delivers a high reversible capacity of 422.3 mAh g –1 at 0.1 A g –1, along with ultralong cycle life and excellent capacity retention at a high rate (>80% after 8000 cycles at 10 A g –1 ). This work provides a design paradigm for developing high-capacity, durable cathodes for next-generation 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
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
NexusExplorer的应助被晚风采纳,获得10
1秒前
英俊的铭的应助被sa采纳,获得10
7秒前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
情怀的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
369ninja的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
搜集达人的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
bkagyin的应助被哈哈怪采纳,获得10
11秒前
霜序完成签到,获得积分10
14秒前
Sothoth完成签到,获得积分10
15秒前
111完成签到 ,获得积分10
16秒前
素心酥脆完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
素心酥脆发布了新的文献求助10
20秒前
碧蓝溪流完成签到,获得积分10
22秒前
xixifusi完成签到,获得积分10
24秒前
xixifusi发布了新的文献求助10
30秒前
35秒前
36秒前
晚风发布了新的文献求助10
39秒前
欢喜的听南完成签到,获得积分10
44秒前
XJH完成签到,获得积分10
46秒前
54秒前
平淡的蓉完成签到,获得积分10
56秒前
leeeeeeee完成签到 ,获得积分10
58秒前
多情柚子完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
大嶋日菜发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
爆米花的应助被晚风采纳,获得10
1分钟前
molihuakai的应助被小鹿在努力采纳,获得10
1分钟前
Wd完成签到,获得积分10
1分钟前
陶醉的傲霜完成签到,获得积分10
1分钟前
Criminology34的应助被shine采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
小鹿在努力完成签到,获得积分10
1分钟前
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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8146956
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545335
关于积分的说明 21668725
捐赠科研通 7733251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423306
关于科研通互助平台的介绍 2548261
邀请新用户注册赠送积分活动 2466257