Biomass-derived nitrogen-doped carbon fiber driven δ-MnO2 for aqueous zinc-ion batteries with high energy and power density

阴极 材料科学 电化学 功率密度 碳纤维 化学工程 储能 电池(电) 水溶液 纳米棒 离子 电极 纳米技术 复合材料 化学 功率(物理) 物理化学 热力学 有机化学 复合数 物理 工程类
作者
Shijun Luo,Jing Xu,Baohe Yuan,Lulu Chen,Lei Xu,Rui Zheng,Yusheng Wang,Mengjie Zhang,Yang Lu,Yongsong Luo
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:214: 118334-118334 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2023.118334
摘要

Aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) are considered potential devices for energy storage because of their low cost and high level of safety. However, the efficiency of AZIBs is influenced by the cathode reaction kinetics. Herein, we propose the δ-MnO2 nanorods grow in situ on natural loofah sponge-derived nitrogen-doped hollow carbon fibers (HCF), which can significantly improve both ion/electron transfer rate and provide structural stabilization. The self-assembled δ-MnO2-HCF (HCM) electrodes exhibit excellent electrochemical performances, including an impressively specific capacity (341 mAh g−1 at 0.2 A g−1), exceptional long cycling stability (87% capacity retention after 3500 cycles at 2 A g−1), and superb energy density and power density (540 Wh kg−1 at 288 W kg−1 and 164 Wh kg−1 at 5485 W kg−1), all based on the mass of cathode. In addition, the inclusion of HCF leads to a notable enhancement in the electrical conductivity of HCM, and a reduction in the energy barriers for Zn ions to diffuse between the δ-MnO2 layers, according to density functional theory (DFT) calculations. It is promising that the HCM will serve as a design guide for developing cost-effective and high-performance cathode materials for AZIBs.
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
刚刚
Cmiudz完成签到,获得积分10
刚刚
OnlyHarbour完成签到,获得积分10
1秒前
守夜人完成签到,获得积分10
1秒前
小蘑菇应助mljever采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
沧浪之水完成签到 ,获得积分10
2秒前
南风发布了新的文献求助10
3秒前
Yang发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
李薇完成签到,获得积分10
4秒前
张兜兜发布了新的文献求助10
4秒前
畅快彩虹发布了新的文献求助10
4秒前
全都一次过完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.3应助ghx采纳,获得10
4秒前
CipherSage应助南瓜采纳,获得10
5秒前
梦幻发布了新的文献求助10
5秒前
新帅完成签到,获得积分10
5秒前
wangbw完成签到,获得积分10
5秒前
打打应助美丽的惜萍采纳,获得10
6秒前
橘子海完成签到 ,获得积分10
6秒前
长风入林完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
nnnnnjk完成签到,获得积分10
7秒前
闪闪的映波完成签到,获得积分10
7秒前
Yanping发布了新的文献求助10
7秒前
满意曼寒完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
arniu2008应助jagger采纳,获得20
8秒前
JOE完成签到,获得积分10
8秒前
aaaa完成签到,获得积分10
8秒前
Strive完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助xia_采纳,获得10
8秒前
ding应助沉静的酸奶采纳,获得10
9秒前
wangdan完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
qialiu完成签到,获得积分20
9秒前
Dddd完成签到,获得积分10
9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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
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 7467514
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9062515
关于积分的说明 19320038
捐赠科研通 7088089
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3244819
关于科研通互助平台的介绍 2413413
邀请新用户注册赠送积分活动 2229848