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Long cycle life aqueous rechargeable battery Zn/Vanadium hexacyanoferrate with H+/Zn2+ coinsertion for high capacity

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作者
Yapeng Tian,Maomao Ju,Xiaoqing Bin,Yijia Luo,Wenxiu Que
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:430: 132864-132864 被引量:58
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.132864
摘要

Aqueous rechargeable ion batteries have drawn considerable interest owing to their high safety, low cost, and outstanding ionic conductivity. Herein, the vanadium hexacyanoferrate Prussian blue analogs (VO-PBAs) nanoparticles are prepared by a facile co-precipitation way to fully make use of the merits of VO2+/VO2+ and Fe(CN)6]4−/[Fe(CN)6]3− redox actives. Specifically, the as-fabricated Zn/VO-PBAs aqueous rechargeable battery achieves a high capacity of 209.6 mAh g−1 at 0.1 A g−1 due to the introduction of V = O bonds and obtains an excellent rate performance (129.0 mAh g−1 at 2 A g−1) due to the high proportion of pseudocapacitive contribution. Moreover, the conversion of the VO-PBAs nanoparticles to nanosheets during the initial activation process increases the electrochemical reaction active sites and promotes the fast electrolyte ions transport of the electrode materials. Meanwhile, the VO-PBAs cathode presents excellent cycle stability, which can retain 95.5% capacity after 2000 cycles at 1 A g−1. Besides, the electrochemical energy storage mechanism is involved with the co-insertion/extraction of the Zn2+/H+, and the VO-PBAs keeps the cubic phase during the charge/discharge process revealed by the in situ XRD. The synergistic effect of the Zn2+/H+ ions makes the excellent electrochemical performance of the Zn/VO-PBAs system and thus promotes the application of aqueous rechargeable ion batteries.
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