A High Energy Density Aqueous Battery Achieved by Dual Dissolution/Deposition Reactions Separated in Acid‐Alkaline Electrolyte

电解质 材料科学 电池(电) 水溶液 溶解 流动电池 化学工程 电极 氧化还原 电化学窗口 电化学 容量损失 阴极 无机化学 阳极 法拉第效率 化学 离子电导率 冶金 有机化学 热力学 物理化学 功率(物理) 工程类 物理
作者
Chang Liu,Xiaowei Chi,Qi Han,Yu Liu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:10 (12) 被引量:144
标识
DOI:10.1002/aenm.201903589
摘要

Abstract Aqueous batteries are facing big challenges in the context of low working voltages and energy density, which are dictated by the narrow electrochemical window of aqueous electrolytes and low specific capacities of traditional intercalation‐type electrodes, even though they usually represent high safety, low cost, and simple maintenance. For the first time, this work demonstrates a record high‐energy‐density (1503 Wh kg −1 calculated from the cathode active material) aqueous battery system that derives from a novel electrolyte design to expand the electrochemical window of electrolyte to 3 V and two high‐specific‐capacity electrode reactions. An acid‐alkaline dual electrolyte separated by an ion‐selective membrane enables two dissolution/deposition electrode redox reactions of MnO 2 /Mn 2+ and Zn/Zn(OH) 4 2− with theoretical specific capacities of 616 and 820 mAh g −1 , respectively. The newly proposed Zn–Mn 2+ aqueous battery shows a high Coulombic efficiency of 98.4% and cycling stability of 97.5% of discharge capacity retention for 1500 cycles. Furthermore, in the flow battery based on Zn–Mn 2+ pairs, more excellent stability of 99.5% of discharge capacity retention for 6000 cycles is achieved due to greatly improved reversibility of the Zn anode. This work provides a new path for the development of novel aqueous batteries with high voltage and energy density.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
小鹿完成签到,获得积分10
1秒前
神勇的人雄完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
情怀应助带象采纳,获得10
5秒前
Jasper应助好了采纳,获得10
6秒前
7秒前
一一发布了新的文献求助10
8秒前
Polly发布了新的文献求助10
9秒前
selfevidbet完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
张文静发布了新的文献求助10
10秒前
煮饭吃Zz发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI2S应助song采纳,获得10
11秒前
13秒前
14秒前
adinike发布了新的文献求助10
15秒前
JamesTYD发布了新的文献求助10
17秒前
小杜发布了新的文献求助10
20秒前
逍遥猪皮完成签到,获得积分10
25秒前
帝蒼完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
xxyh完成签到,获得积分10
30秒前
大气的玉米完成签到,获得积分10
31秒前
yanziwu94完成签到,获得积分10
32秒前
萍萍子完成签到,获得积分20
33秒前
Rain发布了新的文献求助10
34秒前
英俊的铭应助不扯先生采纳,获得10
36秒前
脑洞疼应助ben1702采纳,获得30
36秒前
xiaoxiang_1001完成签到,获得积分10
37秒前
zhappy发布了新的文献求助10
39秒前
大个应助不安一鸣采纳,获得30
40秒前
ye发布了新的文献求助10
41秒前
美好寒梦完成签到 ,获得积分10
41秒前
42秒前
阿波罗完成签到 ,获得积分10
42秒前
Akim应助Sakura采纳,获得10
44秒前
44秒前
zzzg应助pfffff采纳,获得50
46秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3159845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810777
关于积分的说明 7889428
捐赠科研通 2469877
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315131
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630742
版权声明 602012