Ultrafast Sodium–Ion Batteries Based on Vanadium Oxide and Laser-Scribed Graphene Electrodes

阳极 材料科学 石墨烯 储能 氧化钒 电化学 电极 氧化物 纳米技术 电池(电) 钠离子电池 化学工程 化学 法拉第效率 功率(物理) 冶金 物理 物理化学 工程类 量子力学
作者
Zhiyin Yang,Yuto Katsuyama,Ailun Huang,Cheng‐Wei Lin,Bo Liu,Sophia Uemura,Chenxiang Wang,Maher F. El‐Kady,Yuzhang Li,Richard B. Kaner
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (17): 8359-8368
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c01386
摘要

Sodium–ion batteries represent one of the current research frontiers, owing to their low cost, intrinsic safety, environmental friendliness, and other unique features. Investigations are conducted toward the exploration of advanced electrode materials with exceptional energy/power density, superior rate capability, and ultralong cycling life. Notably, vanadium oxide electrode materials have received great attention due to their diversity in chemical compositions and attractive electrochemical properties. In this work, we propose a novel synthetic strategy to create a vanadium oxide laser-scribed graphene (VOLG) electrode as a highly functional anode material for sodium–ion batteries. The designed synthesis combines a fast laser-scribing step with controlled heating to tune the morphology and oxidation state of the electrochemically active vanadium oxide species while creating a highly conductive graphene scaffold. The selective insertion mechanism of sodium ions into V2O5 is systematically investigated. As a result, we demonstrate that a high specific capacity of 415 mA h g–1 can be achieved by the VOLG anode in the sodium–ion battery system at 0.2 A g–1, and an outstanding 147 mA h g–1 capacity can be retained at 20 A g–1 with a 70 s charge/discharge cycle, showing excellent rate capability. The VOLG anode is capable of reaching 87% capacity retention after 1000 cycles at a rate of 1 A g–1. This innovative strategy provides a pathway to incorporate pseudocapacitive electrodes for improving sodium ion storage systems, enabling a low cost, safe, and environmentally friendly operation of large-scale energy storage with promising electrochemical performance.

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
nn完成签到,获得积分10
1秒前
天道酬勤完成签到,获得积分10
3秒前
Fengzhen007完成签到,获得积分10
3秒前
75986686完成签到,获得积分10
4秒前
ch4_hcho完成签到,获得积分10
4秒前
shuii完成签到,获得积分10
5秒前
RRui完成签到,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助小雅子采纳,获得10
6秒前
qqqq_8完成签到,获得积分10
6秒前
阿伦完成签到,获得积分10
7秒前
hhh完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
上官绿柏完成签到,获得积分10
8秒前
puuuunido完成签到 ,获得积分10
8秒前
Mia完成签到,获得积分10
8秒前
Avalonx完成签到,获得积分0
9秒前
迷你的冰巧完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
阳光迎夏完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
Catalysis123完成签到,获得积分10
10秒前
Zhao完成签到,获得积分10
11秒前
唉呦嘿完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
221完成签到,获得积分10
11秒前
谦让的板栗完成签到 ,获得积分10
12秒前
肥猫发布了新的文献求助10
13秒前
FashionBoy应助多情以山采纳,获得10
13秒前
冷静火龙果完成签到,获得积分10
14秒前
害怕的小刺猬完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
承乐完成签到,获得积分10
15秒前
匆匆完成签到 ,获得积分10
15秒前
阳光的涵菱完成签到 ,获得积分10
15秒前
科研民工小叶完成签到 ,获得积分10
15秒前
欧克欧克发布了新的文献求助30
16秒前
无辜的断天完成签到,获得积分10
17秒前
侃侃完成签到,获得积分10
17秒前
清爽念柏完成签到 ,获得积分10
17秒前
奥利给完成签到,获得积分10
17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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7298427
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916870
关于积分的说明 18880060
捐赠科研通 6963537
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210653
关于科研通互助平台的介绍 2379981
邀请新用户注册赠送积分活动 2187150