In Situ Synthesis of MOF‐74 Family for High Areal Energy Density of Aqueous Nickel–Zinc Batteries

材料科学 水溶液 兴奋剂 阴极 金属 电导率 电极 密度泛函理论 化学工程 离子 无机化学 物理化学 冶金 光电子学 有机化学 化学 计算化学 工程类
作者
Tingting Chen,Fanfan Wang,Shuai Cao,Yang Bai,Shasha Zheng,Wenting Li,Songtao Zhang,Shuxian Hu,Huan Pang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (30): e2201779-e2201779 被引量:361
标识
DOI:10.1002/adma.202201779
摘要

Limited by single metal active sites and low electrical conductivity, designing nickel-based metal-organic framework (MOF) materials with high capacity and high energy density remains a challenge. Herein, a series of bi/multimetallic MOF-74 family materials in situ grown on carbon cloth (CC) by doping Mx+ ions in Ni-MOF-74 is fabricated: NiM-MOF@CC (M = Mn2+ , Co2+ , Cu2+ , Zn2+ , Al3+ , Fe3+ ), and NiCoM-MOF@CC (M = Mn2+ , Zn2+ , Al3+ , Fe3+ ). The type and ratio of doping metal ions can be adjusted while the original topology is preserved. Different metal ions are confirmed by X-ray absorption fine structure (XAFS). Furthermore, these Ni-based MOF electrodes are directly utilized as cathodes for aqueous nickel-zinc batteries (NZBs). Among all the as-prepared electrodes, NiCo-MOF@CC-3 (NCM@CC-3), with an optimized Co/Ni ratio of 1:1, exhibits the best electrical conductivity, which is according to the density functional theory (DFT) theoretical calculations. The NCM@CC-3//Zn@CC battery achieves a high specific capacity of 1.77 mAh cm-2 , a high areal energy density of 2.97 mWh cm-2 , and high cycling stability of 83% capacity retention rate after 6000 cycles. The synthetic strategy based on the coordination effect of metal ions and the concept of binder-free electrodes provide a new direction for the synthesis of high-performance materials in the energy-storage field.
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
哈哈就哈哈完成签到,获得积分10
1秒前
叶问完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.2应助咸芋咸鱼采纳,获得10
2秒前
张铭娟发布了新的文献求助30
2秒前
小二郎应助nazi采纳,获得10
2秒前
3秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
小蘑菇应助哈哈采纳,获得10
6秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.4应助风清扬采纳,获得10
7秒前
7秒前
dd发布了新的文献求助10
7秒前
昀汐完成签到 ,获得积分10
7秒前
ws完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.1应助sgssm采纳,获得10
8秒前
wsy完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
森崎发布了新的文献求助30
10秒前
丰富枫叶发布了新的文献求助10
11秒前
HongY完成签到,获得积分10
12秒前
Yu发布了新的文献求助10
12秒前
111完成签到,获得积分10
12秒前
Akim应助曾经蘑菇采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.2应助憧憬乐采纳,获得30
13秒前
兴奋的嚣完成签到 ,获得积分10
13秒前
星辰大海应助Yu123456采纳,获得10
14秒前
诸恶莫作发布了新的文献求助10
14秒前
思源应助单纯的爆米花采纳,获得10
15秒前
张铭娟完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
18秒前
张三毛完成签到,获得积分10
20秒前
康康完成签到 ,获得积分10
20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
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6331150
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8147587
关于积分的说明 17096964
捐赠科研通 5386797
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2855965
邀请新用户注册赠送积分活动 1833364
关于科研通互助平台的介绍 1684781