Steering in-situ low-voltage phase transition from spinel to layered cathode for high-performance zinc-ion batteries

材料科学 尖晶石 阴极 相变 离子 化学物理 化学工程 过渡金属 扩散 三元运算 纳米技术 冶金 热力学 物理化学 催化作用 化学 物理 工程类 有机化学 生物化学 程序设计语言 计算机科学
作者
Dan Luo,Hanna He,Li Zeng,Huaibo Yu,Xiaolong Li,Chuhong Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:67: 103278-103278 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103278
摘要

ZnV2O4, as a ternary transition metal oxides (TOMs), has garnered significant attention as a high-performance cathode for zinc-ion batteries (ZIBs) primarily due to its high theoretical capacity and abundance. However, its densely-packed lattice structure and strong coulomb interactions with the guest Zn2+ severely restrict the exposure of active sites and impede the diffusion kinetics. Herein, we propose an innovative in-situ low-voltage phase transition strategy and successfully trigger thorough phase transition of spinel-structured ZnV2O4 to layered-structured Zn3(OH)2V2O7⋅2H2O (ZnVOHNSs). In-depth mechanism analysis reveals that a thorough and efficient transition reaction necessitates meticulous control of the external driving force, reaction kinetics, and the reactant. The activated ZnVOHNSs with large lattice spacing and abundant oxygen vacancies provides an unobstructed pathway for accelerated ion diffusion and abundant exposed active sites for ions storage. Moreover, the inherent structure stability of ZnVOHNSs ensures exceptional reaction stability and reversibility during the Zn2+ intercalation/deintercalation process. Benefiting from these merits, the activated ZnVOHNSs cathode exhibits high reversible capacity and extraordinary rate capability (achieving 369 and 233 mAh g−1 at 0.1 and 20 A g−1, respectively), which exceeds most reported cathode materials in ZIBs. This work unveils the critical phase transition mechanism and offers insight into electrode design for advanced batteries.
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
学术小新完成签到,获得积分10
2秒前
繁星背后完成签到 ,获得积分10
2秒前
开心祯祯完成签到,获得积分10
3秒前
guess完成签到 ,获得积分10
5秒前
whyme完成签到,获得积分10
6秒前
AAAAL完成签到,获得积分10
7秒前
不系舟完成签到,获得积分10
7秒前
高兴的甜瓜完成签到,获得积分10
7秒前
jjqzju完成签到,获得积分10
8秒前
ryq327完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
哈雷彗星完成签到,获得积分10
10秒前
zhl完成签到,获得积分10
10秒前
天天完成签到 ,获得积分10
11秒前
zhangyiyang完成签到 ,获得积分10
11秒前
是榤啊完成签到 ,获得积分10
13秒前
阿也完成签到 ,获得积分10
14秒前
数星星完成签到,获得积分10
15秒前
努力科研完成签到,获得积分10
15秒前
如意丸子完成签到 ,获得积分10
16秒前
东风压倒西风完成签到,获得积分10
16秒前
怕孤独的考拉完成签到,获得积分10
16秒前
Auba发布了新的文献求助10
17秒前
兔子吃胡萝卜完成签到,获得积分10
18秒前
小白完成签到 ,获得积分10
19秒前
安妮完成签到 ,获得积分10
19秒前
施忠垒完成签到 ,获得积分10
20秒前
南风完成签到 ,获得积分10
20秒前
无欲无求的打工仔完成签到,获得积分10
21秒前
leeyolo完成签到,获得积分10
21秒前
a502410600完成签到,获得积分10
22秒前
天真南松完成签到,获得积分10
23秒前
好蓝完成签到 ,获得积分10
26秒前
蔚蓝绽放完成签到,获得积分10
26秒前
布里田完成签到 ,获得积分10
26秒前
CZY完成签到 ,获得积分10
27秒前
甜甜子完成签到,获得积分10
27秒前
Vivifang完成签到,获得积分10
28秒前
青平完成签到 ,获得积分10
29秒前
30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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7440939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9041885
关于积分的说明 19270270
捐赠科研通 7065693
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3238077
关于科研通互助平台的介绍 2401878
邀请新用户注册赠送积分活动 2222014