Insights into the Energy Storage Differences of Zinc and Calcium Ions with Layered Vanadium Oxide as a Model Material

插层(化学) 水溶液 电化学 材料科学 电解质 动能 无机化学 离子 水化能 物理化学 化学 冶金 电极 有机化学 物理 量子力学
作者
Chunfang Wang,Jianchuan Wang,Shiwei Zhang,Meilin Li,Fanbin Zeng,Liming Tan,Feng Liu,Jiaqi Wang,Lan Huang,Haiming Lv,Chunyi Zhi,Cuiping Han
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (41) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/aenm.202302683
摘要

Abstract Multivalent ion batteries (e.g., Zn 2+ , Ca 2+ ) are gaining great attention owing to their potentially high capacity, cheap cost, and good safety. However, significant disparities exist in achieved capacity, voltage, and kinetic performance within zinc and calcium ion electrolytes. Herein, the electrochemical and kinetic properties of Zn 2+ and Ca 2+ in aqueous electrolytes are investigated using a single‐crystal V 2 O 5 (V 2 O 5 ·Pyridine, PVO) model material with stable large interlayer spacing. It is found that the discharge‐specific capacity in 1 m Zn(ClO 4 ) 2 aqueous solution is 247.3 mAh g −1 at 0.3 A g −1 , which is remarkably higher than 158.4 mAh g −1 in 1 m Ca(ClO 4 ) 2 . Mechanistic studies show that in aqueous ZIB, H + is intercalated first, followed by the generation of Zn 4 (OH) 7 ClO 4 , and finally H + and Zn 2+ are co‐intercalated. But in aqueous CIB, H + dominates the intercalation process. It is found that six times more Zn 2+ than Ca 2+ is intercalated into PVO, owing to its smaller radii and its relative higher intercalation potential (Zn 2+ @‐0.34 V, Ca 2+ @‐0.65 V vs .. Ag/AgCl), giving it a higher specific capacity. Furthermore, density functional theory calculations demonstrate lower intercalation energies for Ca 2+ (−6.67 eV) compared to Zn 2+ (−1.85 eV), explaining the lower intercalation potential of Ca 2+ .
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
兰乖乖发布了新的文献求助30
刚刚
1秒前
999999完成签到,获得积分20
1秒前
Xl完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
俏皮绿蓉完成签到,获得积分10
3秒前
烟花应助野心优雅采纳,获得10
4秒前
思源应助346952262采纳,获得10
4秒前
4秒前
zhao发布了新的文献求助10
4秒前
zozo发布了新的文献求助30
6秒前
李爱国应助一条热带鱼采纳,获得10
7秒前
Lucas应助嘴巴张大一点采纳,获得10
7秒前
7秒前
李霞发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助梨llll采纳,获得10
7秒前
奶萌兔兔酱完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
一个发布了新的文献求助10
9秒前
852应助克罗地亚哇咔咔采纳,获得10
9秒前
HE发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助张滢蕊采纳,获得10
11秒前
13秒前
鸣笛应助111采纳,获得30
13秒前
oh应助zhudaxia采纳,获得10
13秒前
14秒前
机智幻嫣发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
zho应助kk采纳,获得10
15秒前
喜悦语堂发布了新的文献求助10
17秒前
在水一方应助理理理理采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
大力不弱发布了新的文献求助10
19秒前
1900发布了新的文献求助10
20秒前
桐桐应助ljz采纳,获得10
21秒前
22秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Problems of point-blast theory 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3998688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3538149
关于积分的说明 11273517
捐赠科研通 3277099
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1807405
邀请新用户注册赠送积分活动 883855
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 810070