High-mass loading V3O7·H2O nanoarray for Zn-ion battery: New synthesis and two-stage ion intercalation chemistry

插层(化学) 材料科学 阴极 电池(电) 电化学 离子 化学工程 电极 无机化学 纳米技术 冶金 热力学 物理化学 化学 功率(物理) 物理 有机化学 工程类
作者
Duo Chen,Mengjie Lu,Boran Wang,Hongfei Cheng,Hang Yang,Dong Cai,Wei Han,Hong Jin Fan
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:83: 105835-105835 被引量:190
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105835
摘要

Vanadium-based materials are promising cathode materials for aqueous rechargeable zinc-ion batteries (ZIBs). However, up to now, the detailed Zn ion intercalation mechanisms are still not fully clear. In this work, we first show a new facile synthesis approach for V3O7·H2O nanoarray cathode with large mass loadings (1.0–12 mg cm−2). An empirical model is proposed to assess the utilization ratio of active materials under different mass loadings. Then, through the combination of first-principles calculations and a series of ex-situ characterizations, we identify for the first time a two-step Zn2+ intercalation mechanism in V3O7·H2O. The stepwise and reversible intercalation process is manifested by different diffusion energy barriers and segmented electrochemical kinetics in various discharge depths. The nanoarray binder-free electrode is also applied in pouch cells which show high capacities than state-of-the-art ZIB pouch cells. This study may provide an elucidation for the disputed Zn2+ intercalation chemistry of vanadium-based cathodes in ZIBs as well as a guidance to the design of high-mass-loading battery materials.
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
慕青应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
Raymond应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
今后应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
wp4605应助科研通管家采纳,获得50
刚刚
畔畔应助科研通管家采纳,获得50
刚刚
善良的金鱼完成签到,获得积分10
刚刚
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
蜜果羹完成签到,获得积分10
刚刚
nawfub323应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科目三应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
salute_sang应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
坚强不言完成签到,获得积分10
1秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
快乐战神没烦恼完成签到,获得积分10
1秒前
vic303完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
小二郎应助叶赛文采纳,获得10
1秒前
1秒前
zzzy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
czm完成签到,获得积分10
2秒前
JJ发布了新的文献求助10
2秒前
wisdom发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
淡淡樱桃应助哎哟哎哟采纳,获得10
3秒前
3秒前
深情安青应助坦率的万言采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助Wangyn采纳,获得10
4秒前
4秒前
Sunshine完成签到,获得积分10
4秒前
lily完成签到,获得积分10
4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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 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 7248275
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8871254
关于积分的说明 18716482
捐赠科研通 6927344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198293
关于科研通互助平台的介绍 2373888
邀请新用户注册赠送积分活动 2173046