Organic–Inorganic Hybrid Cathode with Dual Energy‐Storage Mechanism for Ultrahigh‐Rate and Ultralong‐Life Aqueous Zinc‐Ion Batteries

材料科学 阴极 储能 化学工程 水溶液 离子 扩散阻挡层 纳米技术 无机化学 图层(电子) 冶金 物理化学 有机化学 功率(物理) 化学 工程类 物理 量子力学
作者
Xuemei Ma,Xinxin Cao,Mengli Yao,Lutong Shan,Xiaodong Shi,Guozhao Fang,Anqiang Pan,Bingan Lu,Jiang Zhou,Shuquan Liang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (6) 被引量:221
标识
DOI:10.1002/adma.202105452
摘要

The exploitation of cathode materials with high capacity as well as high operating voltage is extremely important for the development of aqueous zinc-ion batteries (ZIBs). Yet, the classical high-capacity materials (e.g., vanadium-based materials) provide a low discharge voltage, while organic cathodes with high operating voltage generally suffer from a low capacity. In this work, organic (ethylenediamine)-inorganic (vanadium oxide) hybrid cathodes, that is, EDA-VO, with a dual energy-storage mechanism, are designed for ultrahigh-rate and ultralong-life ZIBs. The embedded ethylenediamine (EDA) can not only increase the layer spacing of the vanadium oxide, with improved mobility of Zn ions in the V-O layered structure, but also act as a bidentate chelating ligand participating in the storage of Zn ions. This hybrid provides a high specific capacity (382.6 mA h g-1 at 0.5 A g-1 ), elevated voltage (0.82 V) and excellent long-term cycle stability (over 10 000 cycles at 5 A g-1 ). Assistant density functional theory (DFT) calculations indicate the cathode has remarkable electronic conductivity, with an ultralow diffusion barrier of 0.78 eV for an optimal Zn-ion diffusion path in the EDA-VO. This interesting idea of building organic-inorganic hybrid cathode materials with a dual energy-storage mechanism opens a new research direction toward high-energy secondary 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
liuliu完成签到,获得积分10
刚刚
NexusExplorer应助优美匕采纳,获得10
1秒前
直率的玉米完成签到 ,获得积分10
1秒前
依玉完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
LX77bx完成签到,获得积分10
3秒前
小白应助liuliu采纳,获得20
6秒前
橘子味棒冰完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
linkezou发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
漂亮的初蓝完成签到,获得积分10
9秒前
zou完成签到 ,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
无限钻石完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
顾矜应助外向的逊采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
young9发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
瘦瘦发布了新的文献求助10
19秒前
贾克斯发布了新的文献求助10
19秒前
singlestrand完成签到,获得积分10
19秒前
HEIKU应助子云采纳,获得10
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
lm完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
Johnny完成签到,获得积分10
23秒前
赘婿应助dodo采纳,获得10
24秒前
linkezou完成签到,获得积分10
25秒前
瘦瘦完成签到,获得积分10
25秒前
yue发布了新的文献求助10
25秒前
zzz发布了新的文献求助10
26秒前
冷酷沛柔完成签到,获得积分10
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
An experimental and analytical investigation on the fatigue behaviour of fuselage riveted lap joints: The significance of the rivet squeeze force, and a comparison of 2024-T3 and Glare 3 1000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3664632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3224535
关于积分的说明 9758095
捐赠科研通 2934477
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1606882
邀请新用户注册赠送积分活动 758897
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735053