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
简单山水完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
小二郎应助优美薯片采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
PiaoGuo完成签到,获得积分10
1秒前
豆豆发布了新的文献求助100
1秒前
周安琪完成签到,获得积分10
1秒前
shihuili完成签到,获得积分10
2秒前
欢喜曼岚完成签到 ,获得积分10
2秒前
可爱多发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
无为完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
clyhg发布了新的文献求助10
3秒前
牛忆丹完成签到,获得积分10
3秒前
wanci应助syh采纳,获得10
3秒前
4秒前
整齐唯雪发布了新的文献求助10
4秒前
Chengggggg完成签到,获得积分10
4秒前
MADEPU发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
5秒前
小二郎应助bgxb采纳,获得10
5秒前
Ljz完成签到,获得积分10
6秒前
Luis完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
6秒前
木槿花开发布了新的文献求助10
7秒前
459954发布了新的文献求助10
7秒前
科目三应助花开富贵采纳,获得10
7秒前
qzz发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
田様应助yangkeke采纳,获得10
7秒前
kogens发布了新的文献求助10
7秒前
领衔完成签到,获得积分10
8秒前
Mono发布了新的文献求助30
8秒前
小蘑菇应助风中的向卉采纳,获得10
8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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Rheumatoid arthritis drugs market analysis North America, Europe, Asia, Rest of world (ROW)-US, UK, Germany, France, China-size and Forecast 2024-2028 500
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 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 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 6364189
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8178191
关于积分的说明 17236700
捐赠科研通 5419240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2867530
邀请新用户注册赠送积分活动 1844583
关于科研通互助平台的介绍 1692191