Tungsten-oxygen bond pre-introduced VO2(B) nanoribbons enable fast and stable zinc ion storage ability

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作者
Fengxian Gao,Hongge Gao,Kang Zhao,Xiaoyu Cao,Junwei Ding,Shiwen Wang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:629: 928-936 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2022.09.010
摘要

The tunnel structure of the bronze phase vanadium dioxide (VO2(B)) can be used as the zinc ion storage active sites. However, the intense charge repulsion of divalent Zn2+ causes a sluggish reaction kinetics in the tunnel VO2(B). Here, a tungsten-oxygen bond pre-introduced (TOBI) approach is proposed to modulate the tunnel structure of VO2(B). The VO2(B) cathodes with TOBI of 0.5 at% to 3.0 at% have been controllably synthesized by a simple hydrothermal method. The results from structural analysis uncover that the pre-introduced W6+ replaces the V4+ in VO2(B) to form WO6 octahedra. Benefiting from the rapid diffusion kinetics, enhanced structural stability and improved conductivity enabled by the TOBI, the optimal VO2(B) nanoribbons with 1.5 at% shows a high reversible capacity of 265 mAh g-1, a high rate-performance of up-to 10 A g-1 and a long cycling stability of 2000 cycles. Moreover, a pseudo-capacitive dominated Zn2+ intercalation/de-intercalation behavior is solidly determined by the electrochemical kinetics testing and structural characterizations. This TOBI method is referential for developing other multivalent ion battery cathodes with outstanding performances.
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