Carbon-coated monoclinic NbOPO4 with polyanionic framework for rechargeable aqueous lithium-ion batteries beyond 2 V

阳极 法拉第效率 水溶液 电化学 电解质 单斜晶系 阴极 化学工程 锂(药物) 材料科学 无机化学 化学 电极 结晶学 物理化学 晶体结构 医学 内分泌学 工程类
作者
Junru Liu,Qiushi Wang,Liang Chen,Jun Zhang,Jiemiao Pan,Xiaomin Wang,Zhaoping Liu
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:426: 140579-140579 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2022.140579
摘要

The choice of anode materials for high-voltage aqueous batteries beyond 1.5 V is still far from satisfactory, due to the narrow electrochemical stability window of aqueous electrolytes. With the inherent advantages of low working voltage and fast ionic diffusion, niobium phosphates with polyanionic framework groups built of NbO6 octahedra and PO4 tetrahedra are very promising anode materials for high-voltage aqueous batteries. Herein, carbon-coated NbOPO4 (NPO/C) materials with monoclinic structure has been prepared by the solid-state reaction & chemical vapor deposition method. Between -1.34 V and 0.6 V vs. standard hydrogen electrode, it could deliver a specific capacity of 116 mAh/g with a high coulombic efficiency of 92.0% at a low current rate of 0.33C in aqueous electrolytes based on methylsulfonylmethane, LiClO4 and H2O (DES). The diffusion-controlled process dominates the electrochemical reaction of NPO/C. Upon the reversible insertion/extraction of lithium ion into/from NPO/C, it maintains the monoclinic structure with a small lattice expansion, which is a characteristic of zero-strain effect. Finally, the full cell based on NPO/C anode, LiMn2O4 cathode and DES electrolytes with a high specific energy 101.6 Wh/kg and a high voltage output beyond 2 V has been validated. It also shows excellent cycling performance with the capacity retention of 94.3% after 1000 times at 2C rate, which suggests that monoclinic β-NbOPO4 can be used as a promising electrode material for aqueous lithium-ion batteries with high voltage output for energy storage in the future.

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
飞鸿影下发布了新的文献求助10
刚刚
小肥发布了新的文献求助10
1秒前
偷看星星发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
qinlq完成签到 ,获得积分10
2秒前
个性的薯片完成签到,获得积分10
2秒前
shallyping完成签到,获得积分10
2秒前
AAA小狗零售代理完成签到 ,获得积分10
3秒前
共享精神的应助被zhouzhou采纳,获得10
4秒前
星辰大海的应助被上山人采纳,获得10
4秒前
脑洞疼的应助被小明同学采纳,获得10
4秒前
脸小呆呆发布了新的文献求助10
4秒前
苹果发布了新的文献求助10
5秒前
燕儿发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
YY发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
8R60d8的应助被洛故故采纳,获得10
6秒前
摸摸就爆炸完成签到,获得积分10
6秒前
wanci的应助被身体健康采纳,获得10
6秒前
betty212完成签到,获得积分10
6秒前
YY发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
Miya完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
NexusExplorer的应助被Fairy采纳,获得10
7秒前
犹豫寄柔完成签到,获得积分10
7秒前
MTQ发布了新的文献求助10
7秒前
YY发布了新的文献求助10
7秒前
壮观雁易发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
平常的毛衣完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
望暮屿关注了科研通微信公众号
8秒前
hsx完成签到,获得积分10
9秒前
9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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8117074
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9522913
关于积分的说明 21541414
捐赠科研通 7695510
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3414060
关于科研通互助平台的介绍 2540312
邀请新用户注册赠送积分活动 2453986