The Role of Ion-Polaron Electrostatic Attraction on Zn2+ Migration in α-V2O5 for Zinc Ion Battery: Insights from First-Principles Calculations

极化子 离子 化学物理 吸引力 碱金属 材料科学 静电学 化学 电子 物理 物理化学 语言学 哲学 量子力学 有机化学
作者
Yiming Guo,Dong-sen Wu,Zhuo Sun,Fanghua Ning,Kai Zhu,Xiaoyu Liu,Shigang Lu,Yong-yao Xia,Jin Yi,Yiming Guo,Dong-sen Wu,Zhuo Sun,Fanghua Ning,Kai Zhu,Xiaoyu Liu,Shigang Lu,Yong-yao Xia,Jin Yi
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:16 (6): 1415-1423 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.4c03359
摘要

The migration of Zn2+ ions is significantly more challenging compared to that of Li+ ions within the same crystalline framework, leading to poor rate performance of zinc-ion batteries (ZIBs). Compared to Li+, the slower migration rate of Zn2+ is vaguely attributed to the stronger electrostatic interaction induced by Zn2+. Herein, the rule of how the size of the migration channel and electrostatic interaction affect Zn2+ and Li+ migration in α-V2O5 has been systematically investigated by first-principle calculations. It is found that expanding the layer spacing can facilitate Zn2+ migration. Once the layer spacing surpasses a certain threshold, further expansion does not lead to a continued reduction in the migration barrier. The local structure distortions caused by electron small polarons would lead to a decrease in migration channel size, which should have increased the energy barrier for Li+ and Zn2+ migration. However, interestingly, the electron small polarons decrease the energy barriers, which would be attributed to the ion-polaron electrostatic attraction. The higher activation barriers for the migration of Zn2+ ions compared to those of Li+ ions can be rationalized by the specific ion-polaron electrostatic attraction for Zn2+. Moreover, the comparative strength of the polaron-ion electrostatic attraction for alkali and alkaline earth metal ions is unveiled. Overall, this study provides theoretical insights into the role of ion-polaron electrostatic attraction on ion migration.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
3秒前
sufi完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6应助song采纳,获得100
3秒前
周周周完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
小卷粉完成签到 ,获得积分10
6秒前
czephyr完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
在望完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
sufi发布了新的文献求助10
10秒前
烂漫的从彤完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
liyuqi61148完成签到,获得积分10
14秒前
怡然剑成完成签到 ,获得积分10
15秒前
热情的采枫完成签到,获得积分10
15秒前
奔跑的苕皮完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
搜集达人应助li采纳,获得10
17秒前
18秒前
gkads完成签到,获得积分10
18秒前
Zhang完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
hxd_BIGpaperer完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
luffy完成签到 ,获得积分10
24秒前
cici发布了新的文献求助10
25秒前
司空元正发布了新的文献求助10
26秒前
糖糖科研顺利呀完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
打打应助Zyq采纳,获得10
30秒前
EZ完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
学术芽完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
33秒前
Takahara2000应助司空元正采纳,获得10
33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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Alloy Phase Diagrams 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5419502
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4534769
关于积分的说明 14146667
捐赠科研通 4451409
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2441744
邀请新用户注册赠送积分活动 1433330
关于科研通互助平台的介绍 1410587