Boosting Zn-ion storage capability of self-standing Zn-doped Co3O4 nanowire array as advanced cathodes for high-performance wearable aqueous rechargeable Co//Zn batteries

材料科学 阴极 电池(电) 水溶液 纳米线 储能 化学工程 电导率 纳米技术 电极 电化学 电气工程 化学 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 量子力学
作者
Qiulong Li,Qichong Zhang,Zhengyu Zhou,Wenbin Gong,Chenglong Liu,Yongbao Feng,Hong Guo,Yagang Yao
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:14 (1): 91-99 被引量:60
标识
DOI:10.1007/s12274-020-3046-8
摘要

Neutral aqueous rechargeable Co3O4//Zn batteries with high-output voltage and outstanding cycling stability have yielded new insights into wearable energy-storage devices. To meet the increasing demand for a means of powering wearable and portable devices, the development of a high-performance fiber-shaped Co//Zn battery would be highly desirable. However, the intrinsically poor conductivity of Co3O4 significantly restricts the application of these high-capacity and high-rate aqueous rechargeable battery. Encouragingly, density functional theory (DFT) calculations demonstrate that the substitution of Zn for Co3+ leads to an insulator-metal transition in the Zn-doped Co3O4 (Zn-Co3O4). In this study, we used metallic Zn-Co3O4 nanowire arrays (NWAs) as a novel binder-free cathode to successfully fabricate an all-solid-state fiber-shaped aqueous rechargeable (AFAR) Co//Zn battery. The resulting fiber-shaped Co//Zn battery takes advantage of the enhanced conductivity, increased capacity, and improved rate capability of Zn-Co3O4 NWAs to yield a remarkable capacity of 1.25 mAh·cm−2 at a current density of 0.5 mA·cm−2, extraordinary rate capability (60.8% capacity retention at a high current density of 20 mA·cm−2) and an admirable energy density of 772.6 mWh·cm−3. Thus, the successful construction of Zn-Co3O4 NWAs provides valuable insights into the design of high-capacity and high-rate cathode materials for aqueous rechargeable high-voltage batteries.

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
刚刚
沐风发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
思源应助动人的剑采纳,获得10
刚刚
蝴蝶变成毛毛虫完成签到,获得积分10
1秒前
歪方橘完成签到 ,获得积分10
2秒前
小马甲应助冷艳莛采纳,获得10
2秒前
华仔应助remoon1104采纳,获得10
4秒前
yy完成签到,获得积分10
4秒前
song完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
一枝独秀完成签到 ,获得积分10
5秒前
兴奋的乐巧完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
整齐半青完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
沐黎完成签到 ,获得积分10
10秒前
cing完成签到,获得积分10
10秒前
小胡完成签到,获得积分10
11秒前
henry应助TomatoRin采纳,获得50
11秒前
优美紫槐应助医研采纳,获得10
11秒前
冰滋滋完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助沐风采纳,获得10
12秒前
今晚吃什么完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
LZH发布了新的文献求助10
13秒前
爱讲点小道理完成签到,获得积分10
14秒前
沉静胜完成签到,获得积分10
14秒前
冷艳莛发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
11发布了新的文献求助10
16秒前
123yaoyao发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
bing完成签到,获得积分10
18秒前
lth完成签到 ,获得积分10
18秒前
ZunyeLiu完成签到,获得积分10
18秒前
Summering666完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
大个应助linyu采纳,获得10
19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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688648
关于积分的说明 14855380
捐赠科研通 4694577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540936
邀请新用户注册赠送积分活动 1507124
关于科研通互助平台的介绍 1471814