清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Oxygen defect engineering and amphipathic molecules intercalation co-boosting fast kinetics and stable structure of S-doped (NH4)2V10O25∙8H2O free-standing cathode for aqueous Zn-ion storage

材料科学 阴极 化学工程 水溶液 插层(化学) 溶解 电化学 电化学动力学 氧化钒 无机化学 电极 有机化学 物理化学 化学 冶金 工程类
作者
Junye Zhang,Ruona Liu,Huang Chen,Ciqing Dong,Le Xu,Linying Yuan,Shigang Lu,Linlin Wang,Ling Zhang,Luyang Chen
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:122: 109301-109301 被引量:62
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109301
摘要

The exploration of appropriate layered vanadium-based cathode materials (Zn2+-host) is a crucial and important task for the exploitation of high-performance aqueous zinc ion batteries (AZIBs). Unfortunately, these materials suffer from sluggish kinetics of Zn2+ diffusion and the dissolution of vanadium that make them difficult to reach high capacity and long cycle life. Herein, a novel free-standing cathode (denoted as 3D-NPG@S-NVO@CTAB) has been fabricated by hydrothermal growth of sulfur-doped (NH4)2V10O25∙8 H2O (S-NVO) hollow nanoflowers in three-dimensional nitrogen-doped porous graphene (3D-NPG) and subsequent C19H42N+ (CTAB) pre-insertion. Benefitting from the rational design strategy, the oxygen vacancies induced by sulfur doping weaken electrostatic interaction between Zn2+ and cathode, provide more transfer channels and strengthen electronic conductivity. Meanwhile, the simultaneous introduction of S and CTAB into NVO jointly expands interlayer spacing and enhances Zn2+ diffusion kinetics, which suppresses the dissolution of vanadium by reducing water molecule intercalation and maintains the structure integrity with excellent electrochemical performance (525 mAh g−1 at 0.5 A g−1). Even at a high rate of 5 A g−1, the hierarchical cathode (3D-NPG@S-NVO@CTAB) can still deliver a capacity of 356 mAh g−1 with capacity retention rate of 90% after 2000 cycles. Density functional theory (DFT) calculations indicate that S-doping, the introduction oxygen defects and CTAB obviously strengthen carrier concentration, which represents the enhancement of conductivity. This work can provides ideas for the construction of advanced AZIB devices through the inorganic/organic hybridization of vanadium-based electrode materials.
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
慕容杏子完成签到 ,获得积分10
14秒前
21秒前
naczx完成签到,获得积分0
22秒前
24秒前
ztlaky发布了新的文献求助10
29秒前
科研通AI6.3应助木木采纳,获得10
31秒前
NexusExplorer应助ztlaky采纳,获得10
35秒前
38秒前
Fung发布了新的文献求助10
38秒前
awa606发布了新的文献求助10
42秒前
CPU完成签到 ,获得积分10
48秒前
单薄海亦完成签到 ,获得积分10
58秒前
1分钟前
CodeCraft应助Fung采纳,获得10
1分钟前
喝醉的cc发布了新的文献求助10
1分钟前
田様应助awa606采纳,获得10
1分钟前
慧子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
发nature的研究生大人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
awa606发布了新的文献求助10
1分钟前
2分钟前
Fung发布了新的文献求助10
2分钟前
sonicker完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
Rinyee_1008发布了新的文献求助10
2分钟前
如歌完成签到,获得积分10
2分钟前
星辰大海应助awa606采纳,获得10
2分钟前
上官若男应助Fung采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
awa606发布了新的文献求助10
2分钟前
Ttimer完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
Fung发布了新的文献求助10
3分钟前
HughWang完成签到,获得积分10
3分钟前
烟花应助Fung采纳,获得10
3分钟前
倩倩完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
3分钟前
awa606发布了新的文献求助10
3分钟前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
3分钟前
铭铭完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 7290318
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8909524
关于积分的说明 18856875
捐赠科研通 6957885
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209105
关于科研通互助平台的介绍 2378856
邀请新用户注册赠送积分活动 2184875