Cluster Engineering Synergistically Breaks the Kinetics–Stability Trade‐Off in Nickel Ditelluride Cathodes for High‐Performance Rechargeable Aluminum Batteries

材料科学 阴极 介孔材料 星团(航天器) 纳米材料 过渡金属 纳米颗粒 纳米技术 格子(音乐) 金属 化学工程 动力学 降级(电信) 压力(语言学) 桥接(联网) 兴奋剂 联轴节(管道)
作者
Han Wang,Xun Zou,Zexin Ren,Rongkai Kang,Yiqun Du,Jianxin Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.75878
摘要

ABSTRACT Transition metal chalcogenides (TMCs) used as cathodes for rechargeable aluminum batteries (RABs) are constrained by a kinetic–stability trade‐off: bulk materials suffer from sluggish Al 3+ diffusion, whereas conventional nanosized counterparts improve kinetics but remain vulnerable to structural degradation arising from non‐uniform stress evolution during cycling. Herein, an amino‐polymer‐assisted strategy is developed to fabricate ultrafine NiTe 2 clusters (∼5.5 nm) uniformly anchored on mesoporous carbon matrix (NiTe 2 ‐CL@MHC). By confining NiTe 2 to the cluster scale, the host lattice achieves a homogenized stress distribution, effectively suppressing the pulverization and lattice distortion typical of conventional nanoparticles. Finite element simulations confirm that this cluster‐based architecture alleviates volume strain and mechanical degradation during Al 3+ insertion/extraction. Simultaneously, theoretical calculations reveal an upshifted Ni d ‐band center and intense electronic coupling at the cluster‐matrix interface, lowering the Al 3+ migration barrier to 0.11 eV. Owing to these merits, the NiTe 2 ‐CL@MHC cathode delivers a capacity of 238 mAh g −1 at 0.5 A g −1 and maintains a reversible capacity of 119 mAh g −1 after 3000 cycles at 5.0 A g −1 . This work not only provides a generalizable pathway for stabilizing TMC clusters but also validates the potential of cluster engineering in bridging the gap between atomic‐scale manipulation and advanced nanomaterial design for high‐performance RABs.
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
长之欠发布了新的文献求助10
刚刚
曹琳完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
张健发布了新的文献求助10
1秒前
Tourist发布了新的文献求助10
2秒前
Tourist发布了新的文献求助10
2秒前
wdaf完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Tourist发布了新的文献求助10
2秒前
doro发布了新的文献求助10
3秒前
SciGPT应助孤独盼望采纳,获得10
3秒前
orixero应助孙志豪采纳,获得10
3秒前
能干往事完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
May发布了新的文献求助10
4秒前
Tourist发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
闾丘山菡发布了新的文献求助10
5秒前
宋嘉新完成签到 ,获得积分10
6秒前
哭泣朝雪给dd的求助进行了留言
6秒前
6秒前
Panini完成签到 ,获得积分10
7秒前
热情谷兰发布了新的文献求助40
7秒前
那小子真帅完成签到,获得积分10
7秒前
俏皮的玉米完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
大隐隐于实验室完成签到,获得积分10
8秒前
CodeCraft应助温酒采纳,获得10
8秒前
8秒前
蓝天发布了新的文献求助10
8秒前
Tourist发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
兴奋的万声完成签到,获得积分10
9秒前
sochiyuen完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助来来采纳,获得10
10秒前
pianokjt完成签到,获得积分10
10秒前
爱听歌蜗牛完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
欣喜发布了新的文献求助10
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 7258720
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8880691
关于积分的说明 18763633
捐赠科研通 6939181
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201408
关于科研通互助平台的介绍 2375349
邀请新用户注册赠送积分活动 2177178