Carbon nanofibers enabling manganese oxide cathode superior low temperature performance for aqueous zinc-ion batteries

化学 水溶液 阴极 电解质 溶解 碳纤维 纳米纤维 碳纳米纤维 无机化学 电化学 电流密度 电极 化学工程 催化作用 复合数 有机化学 复合材料 材料科学 物理化学 工程类 物理 量子力学
作者
Luan Fang,Xiaotong Wang,Wenyue Shi,Zaiyuan Le,Hairui Wang,Ping Nie,Tianhao Xu,Limin Chang
出处
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry [Elsevier]
卷期号:940: 117488-117488 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jelechem.2023.117488
摘要

Mn-based aqueous zinc-ion batteries are potential candidates for energy storage owing to the low cost, high efficiency, and safety. Nevertheless, the Jahn–Teller effect induces Mn2+ dissolution and irreversible phase changes, seriously deteriorating the cycling life. Herein, the facile construction and low temperature performance of the core–shell composites of polyimide derived nitrogen-doped carbon nanofibers and δ-MnO2 (δ-MnO2-CNFs) are reported, where ultrafine MnO2 arrays are tightly anchored on carbon nanofibers. The hybrid effect of nitrogen doping, porous structure, and abundant active sites effectively inhibits the structural damage of MnO2. The as-prepared δ-MnO2-CNFs cathode achieves a high specific capacity of 232.9 mAh g−1 and energy density of 450.7 Wh kg−1 at a current density of 100 mA g−1, and could be stably cycled for 500 cycles at a high current rate of 1 A g−1. The density functional theory calculation results show that the synergistic effect in δ-MnO2-CNFs is more conducive to the transfer of zinc ions. Furthermore, a salty ice electrolyte Zn(ClO4)2 has been used for the Zn//δ-MnO2-CNFs cell, which can work at a low temperature of −20 °C, and a stable low temperature (0 °C) cycle of 500 cycles is achieved at 1 A g−1.

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
2秒前
Ellie完成签到 ,获得积分10
2秒前
赘婿应助碧蓝的往事采纳,获得30
3秒前
Owen应助科研采纳,获得10
5秒前
奋斗含巧发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
木木完成签到,获得积分20
6秒前
我是老大应助luoluo采纳,获得10
6秒前
xiaohu完成签到,获得积分10
6秒前
刘老板发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
科研小白应助昵称采纳,获得10
10秒前
核桃发布了新的文献求助10
10秒前
晚睡是小狗应助madao采纳,获得10
11秒前
11秒前
huiiiii完成签到,获得积分10
11秒前
FashionBoy应助感动的念双采纳,获得10
13秒前
hakaoo发布了新的文献求助30
15秒前
风中垣完成签到 ,获得积分10
16秒前
大嘴巴子发布了新的文献求助10
18秒前
乐观夏旋完成签到,获得积分10
20秒前
弯弯的朴完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
23秒前
liuduo发布了新的文献求助10
24秒前
墩墩发布了新的文献求助10
24秒前
十号信封完成签到,获得积分10
25秒前
CodeCraft应助曾经的嘉熙采纳,获得10
25秒前
27秒前
鳗鱼白风发布了新的文献求助10
29秒前
吃的饱饱呀完成签到 ,获得积分10
30秒前
科研通AI6.3应助小张采纳,获得10
32秒前
核桃发布了新的文献求助10
32秒前
科研通AI6.2应助墩墩采纳,获得10
33秒前
科研通AI6.3应助hakaoo采纳,获得30
35秒前
KBCG完成签到,获得积分20
36秒前
科研通AI6.2应助典雅巧凡采纳,获得10
36秒前
36秒前
36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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6025170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7660392
关于积分的说明 16178481
捐赠科研通 5173325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768143
邀请新用户注册赠送积分活动 1751567
关于科研通互助平台的介绍 1637648