Optimization of Electrolytes for High-Performance Aqueous Aluminum-Ion Batteries

材料科学 电解质 钝化 电化学 合金 水溶液 化学工程 电化学窗口 电池(电) 阴极 比能量 氧化物 锂(药物) 无机化学 纳米技术 电极 冶金 图层(电子) 离子电导率 化学 量子力学 功率(物理) 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学
作者
Andinet Ejigu,Lewis W. Le Fevre,Amr Elgendy,Ben F. Spencer,Carlo Bawn,Robert A. W. Dryfe
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (22): 25232-25245 被引量:43
标识
DOI:10.1021/acsami.1c23278
摘要

Aqueous rechargeable batteries based on aluminum chemistry have become the focus of immense research interest owing to their earth abundance, low cost, and the higher theoretical volumetric energy density of this element compared to lithium-ion batteries. Efforts to harness this huge potential have been hindered by the narrow potential window of water and by passivating effects of the high-electrical band-gap aluminum oxide film. Herein, we report a high-performing aqueous aluminum-ion battery (AIB), which is constructed using a Zn-supported Al alloy, an aluminum bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Al[TFSI]3) electrolyte, and a MnO2 cathode. The use of Al[TFSI]3 significantly extends the voltage window of the electrolyte and enables the cell to access Al3+/Al electrochemistry, while the use of Zn-Al alloy mitigates the issue of surface passivation. The Zn-Al alloy, which is produced by in situ electrochemical deposition, obtained from Al[TFSI]3 showed excellent long-term reversibility for Al electrochemistry and displays the highest performance in AIB when compared to the response obtained in Al2(SO4)3 or aluminum trifluoromethanesulfonate electrolyte. AIB cells constructed using the Zn-Al|Al[TFSI]3|MnO2 combination achieved a record discharge voltage plateau of 1.75 V and a specific capacity of 450 mAh g-1 without significant capacity fade after 400 cycles. These findings will promote the development of energy-dense aqueous AIBs.
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
smh发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
白路完成签到,获得积分10
1秒前
Lillian发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助nizaigansm采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
爱壹帆完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.4应助7777饭采纳,获得10
3秒前
科研浩完成签到 ,获得积分10
4秒前
筱筱发布了新的文献求助10
4秒前
犹豫的铸海完成签到,获得积分10
4秒前
凌海决发布了新的文献求助10
4秒前
桐桐应助xixi采纳,获得10
4秒前
星辰大海应助浊酒采纳,获得10
4秒前
852应助知性的忆彤采纳,获得10
5秒前
Daisy完成签到,获得积分10
5秒前
wF发布了新的文献求助10
5秒前
Shelley完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.3应助谢耳朵采纳,获得10
5秒前
李四发布了新的文献求助10
5秒前
zhb9527发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
小刷子发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
LUVI应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
PZzzzK应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
烟花应助zzz采纳,获得10
8秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6460759
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8269434
关于积分的说明 17627564
捐赠科研通 5530834
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2906292
邀请新用户注册赠送积分活动 1883097
关于科研通互助平台的介绍 1728671