Synergistic Regulation of Electrolyte and Electrode Structures Enhance Ammonium Vanadate Mg‐storage Performance for 100 mAh‐Level Mg‐ion Pouch Cells

电解质 化学工程 材料科学 电化学 电极 溶解 石墨烯 氧化物 纳米技术 无机化学 化学 工程类 物理化学 冶金
作者
Fan Qiao,Wenwei Zhang,Junjun Wang,Jiayi Cheng,Jinghao Li,Lianmeng Cui,Liang Zhou,Qinyou An
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (41): e202514410-e202514410 被引量:6
标识
DOI:10.1002/anie.202514410
摘要

Abstract Aqueous Mg‐ion batteries (AMIBs) have attracted increasing interest due to their safety, fast kinetics, and sustainability. However, the development of AMIBs is hindered by the narrow electrochemical stability window (ESW) of electrolytes and electrode degradation. Here, a synergistic strategy, regulating both electrolyte and electrode structures, is proposed to enable high‐performance AMIBs. Incorporating a polyethylene glycol crowding agent into Mg(ClO 4 ) 2 /H 2 O electrolyte regulates the solvation structure, which suppresses hydrogen evolution, and expands the ESW beyond 3.1 V. Meanwhile, an ammonium vanadate (NHVO) material with enlarged interlayer spacing is synthesized, and a freestanding NHVO/graphene oxide/carbon nanotube (NHVO/GO/CNT) electrode is constructed to enhance Mg 2+ diffusion and mitigate vanadium dissolution. Under the synergistic regulation, NHVO/GO/CNT exhibits a high capacity of 284.0 mAh g −1 and the longest cycling lifespan (16 000 cycles with 95.6% capacity retention). The solvation structure of electrolytes and interfacial stabilization mechanisms are elucidated through theory calculations. The Mg‐storage mechanism of NHVO based on a single‐phase insertion/extraction reaction with NH 4 + /Mg 2+ displacement phenomenon is revealed. The constructed multilayer Mg‐ion pouch cell achieves a record‐high capacity of 103.7 mAh. The integrated solar cell‐pouch cell device demonstrates the feasibility of photo‐charging AMIBs for the first time. This work offers a viable strategy toward practical, high‐performance multivalent‐ion 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
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
香菇发布了新的文献求助10
1秒前
简隋英发布了新的文献求助10
1秒前
CATNIP发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
GrBs完成签到,获得积分10
3秒前
小郭完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
黄梓涵发布了新的文献求助10
5秒前
小马甲应助小为采纳,获得10
6秒前
白榆发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
Bate完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
淡然立果发布了新的文献求助10
9秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
mLI应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
徐畅发布了新的文献求助10
10秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
单薄访琴发布了新的文献求助10
10秒前
甘甘甘甘应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
王阳洋应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Nole应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
13秒前
Nole应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 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 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 7704432
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9262450
关于积分的说明 20037253
捐赠科研通 7279995
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3294952
关于科研通互助平台的介绍 2450112
邀请新用户注册赠送积分活动 2301669