Towards high-performance aqueous zinc-ion battery via cesium ion intercalated vanadium oxide nanorods

材料科学 氧化钒 水溶液 五氧化二铁 插层(化学) 阴极 无机化学 化学工程 X射线光电子能谱 氧化物 离子 纳米棒 纳米技术 化学 冶金 物理化学 有机化学 工程类
作者
Yae Qi,Jianhang Huang,Lei Yan,Yongjie Cao,Jie Xu,Duan Bin,Mochou Liao,Yongyao Xia
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:442: 136349-136349 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136349
摘要

Layered vanadium oxide cathode materials have attracted extensive attentions in rechargeable aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) owing to its large interlayer distance and high capacity. Unfortunately, it suffers from fast capacity decay during long-term cycle due to severe structural collapse. Herein, we intercalate cesium ion (Cs+) into hydrated vanadium pentoxide (V2O5·nH2O) to obtain a reinforce layered structure, which forms strong Cs-O bond with the built-in oxygen atom and enhances the interaction between the layers to avoid the structure collapse. As a result, the Cs+ intercalated material (CsVO) presents an enhanced specific capacity (404.9 mAh g−1 at current density of 0.1 A g−1, 189.9 mAh g−1 at 20 A g−1) and excellent long-term cycle stability (the capacity retention of 89% over 10,000 cycles even at 20 A g−1), that is obviously superior to the bare V2O5·nH2O electrode. Furthermore, Zn2+/H+ co-insertion mechanism in aqueous ZIBs is demonstrated by ex-situ XRD and XPS characterizations.
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