Surface-substituted Prussian blue analogue cathode for sustainable potassium-ion batteries

普鲁士蓝 阳极 阴极 氧化还原 材料科学 储能 无机化学 锂(药物) 钾离子电池 溶解 电化学 化学工程 化学 电池(电) 电极 磷酸钒锂电池 冶金 功率(物理) 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Junmin Ge,Ling Fan,Apparao M. Rao,Jiang Zhou,Bingan Lu
出处
期刊:Nature sustainability [Springer Nature]
卷期号:5 (3): 225-234 被引量:363
标识
DOI:10.1038/s41893-021-00810-7
摘要

While lithium-ion batteries still dominate energy storage applications, aqueous potassium-ion batteries have emerged as a complementary technology due to their combined advantages in cost and safety. Realizing their full potential, however, is not without challenges. One is that among the limited choices of cathode materials, the more sustainable Prussian blue analogues suffer from fast capacity fading when manganese is present. Here we report a potassium manganese hexacyanoferrate K1.82Mn[Fe(CN)6]0.96·0.47H2O cathode featuring an in situ cation engineered surface where iron is substituted for manganese. With this engineered surface, the cathode design exhibits a discharge capacity of 160 mAh g−1 and 120 mAh g−1 at 300 mA g−1 and 2,500 mA g−1, respectively, and sustains 130,000 cycles (more than 500 days) with negligible capacity loss. Pairing the current cathode with a 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide anode yields a full potassium-ion cell that delivers an energy density as high as 92 Wh kg−1 and retains 82.5% of the initial capacity after 6,500 cycles at 1,500 mA g−1. The unprecedented electrochemical performance could be attributed to the suppressed manganese dissolution as a result of the shielding surface layer. This work may open an avenue for the rational design of high-performance cathode materials with redox-active manganese for rechargeable 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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
夏弋完成签到,获得积分10
刚刚
tong发布了新的文献求助10
刚刚
elle发布了新的文献求助10
4秒前
大模型应助dww采纳,获得10
6秒前
clove完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
希望天下0贩的0应助利好采纳,获得10
10秒前
上官若男应助clove采纳,获得10
11秒前
wulong完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
麦当劳薯条冰激凌完成签到,获得积分10
13秒前
xzc关注了科研通微信公众号
13秒前
传奇3应助elle采纳,获得10
13秒前
flysky120发布了新的文献求助50
14秒前
梦想or现实完成签到,获得积分10
15秒前
zhangxin发布了新的文献求助10
15秒前
Jasper应助wulong采纳,获得10
16秒前
pj发布了新的文献求助10
16秒前
CipherSage应助calm采纳,获得10
17秒前
高挑的不凡完成签到,获得积分10
19秒前
憨憨完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
niandon完成签到,获得积分10
22秒前
彳亍完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
充电宝应助pj采纳,获得10
24秒前
24秒前
曙光完成签到,获得积分10
25秒前
诚心的砖头完成签到 ,获得积分10
26秒前
谢昱完成签到,获得积分20
26秒前
kkk完成签到 ,获得积分10
26秒前
Nana发布了新的文献求助30
27秒前
28秒前
AndyLin完成签到,获得积分20
29秒前
谢昱发布了新的文献求助10
29秒前
大胆的草莓完成签到 ,获得积分10
30秒前
活泼的乐枫完成签到,获得积分10
31秒前
南浔完成签到,获得积分10
31秒前
mgl完成签到,获得积分10
32秒前
pj完成签到,获得积分20
34秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137545
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788520
关于积分的说明 7787226
捐赠科研通 2444861
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300083
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625796
版权声明 601023