Ultrafast and reversible anion storage of spinel nanoarchitecture for high-performance alkaline zinc full cells

尖晶石 材料科学 阳极 电化学 化学工程 电池(电) 氧化物 电极 阴极 化学 无机化学 冶金 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 量子力学
作者
Periyasamy Sivakumar,Milan Jana,Mingyu Jung,Puritut Nakhanivej,Bao Yu Xia,Ho Seok Park
出处
期刊:Applied physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:8 (2) 被引量:11
标识
DOI:10.1063/5.0030709
摘要

Rechargeable alkaline zinc batteries are considered to be potential energy-storage systems owing to their natural abundance, low toxicity, and high capacity. However, their performance and efficiency are limited by the sluggish kinetics and irreversibility of the anode and cathode. In particular, high-capacity binary transition metal-based spinel materials that can store OH− anions are expected to replace commercial MnO cathodes owing to their abundant active sites of two or more transition metals. Herein, we report an ultrafast and reversible anion storage mechanism of spinel NiCo2O4 nanoarchitectures decorated onto N-doped reduced graphene oxide (NCO@N-rGO) for high-performance rechargeable alkaline zinc full cells. The NCO@N-rGO electrode exhibits high specific and rate capacities of 191 mA h g−1 at 1000 mA g−1 and 151 mA h g−1 even at 20 000 mA g−1, respectively, much higher than those of NCO@rGO and NCO. The as-designed cells achieve a record-high volumetric power density (7.20 W cm−3) among alkaline zinc full cells, along with a high energy density (14.93 mW h cm−3) and a capacity retention of 77% over 3000 cycles at 6000 mA g−1. These results are attributed to the facile charge-storage kinetics of the spinel framework, multiple Ni3+/Ni2+ and Co3+/Co2+ redox couples with OH−, and structural integrity of N-rGO as verified by electrochemical, ex situ XRD and XPS, and postmortem analyses. This work proposes a rational design of nanoarchitectured electrode materials for high volumetric performances and long-cycle life of rechargeable alkaline zinc 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
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
grs完成签到,获得积分10
刚刚
dis完成签到,获得积分10
1秒前
刘雅彪完成签到 ,获得积分10
1秒前
正经大善人完成签到,获得积分10
2秒前
英俊的铭应助医学小王采纳,获得10
2秒前
2秒前
芝儿完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
gaoxiaogao完成签到,获得积分10
3秒前
在水一方应助Rae采纳,获得10
4秒前
耍酷的翠曼完成签到,获得积分10
5秒前
司徒乌完成签到,获得积分10
5秒前
thisky完成签到,获得积分10
6秒前
lilian发布了新的文献求助10
6秒前
DyLan完成签到,获得积分0
6秒前
共享精神应助明明明采纳,获得10
7秒前
渴望者完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
默然的歌完成签到 ,获得积分10
7秒前
星星完成签到,获得积分10
7秒前
David完成签到 ,获得积分10
7秒前
Evan123完成签到,获得积分10
8秒前
空格TNT完成签到 ,获得积分10
9秒前
JIE发布了新的文献求助10
10秒前
小彭完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Akim应助超帅含烟采纳,获得10
11秒前
Oo。完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
香蕉觅云应助joy采纳,获得10
12秒前
Shark完成签到,获得积分10
12秒前
刻苦小丸子完成签到,获得积分10
12秒前
左丘冬寒完成签到,获得积分10
12秒前
于晓雅完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Hou完成签到,获得积分10
15秒前
ding应助cm采纳,获得10
15秒前
763完成签到 ,获得积分10
16秒前
娴娴子完成签到,获得积分10
17秒前
AKYDXS完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 3968603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513420
关于积分的说明 11168029
捐赠科研通 3248900
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794540
邀请新用户注册赠送积分活动 875187
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804676