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): e2105452-e2105452 被引量:275
标识
DOI:10.1002/adma.202105452
摘要

Abstract 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
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
菠萝完成签到 ,获得积分10
刚刚
lj发布了新的文献求助10
1秒前
852应助高大的曼寒采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
灵巧的小笼包完成签到,获得积分10
2秒前
自行车完成签到,获得积分10
4秒前
ding应助老迟到的信封采纳,获得10
4秒前
刘述发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
慕青应助无限的依凝采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
荔枝发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
如意冥茗完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
躺平的洋仔完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助ying采纳,获得10
9秒前
9秒前
合适苗条发布了新的文献求助10
9秒前
Jared应助Singhi采纳,获得10
10秒前
思源应助obsession采纳,获得10
10秒前
墨客发布了新的文献求助10
10秒前
qsh关闭了qsh文献求助
10秒前
阔达的冷霜完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Hello应助YYH采纳,获得10
11秒前
心斋完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
科研通AI6应助122采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
小蘑菇应助二橦采纳,获得10
13秒前
14秒前
张先生完成签到,获得积分20
14秒前
yummy完成签到,获得积分10
15秒前
zhuzhuzhu发布了新的文献求助10
15秒前
无极微光应助阔达的冷霜采纳,获得20
16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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5532279
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4621012
关于积分的说明 14576204
捐赠科研通 4560859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2498989
邀请新用户注册赠送积分活动 1478948
关于科研通互助平台的介绍 1450218