Designing interstitial boron‐doped tunnel‐type vanadium dioxide cathode for enhancing zinc ion storage capability

材料科学 兴奋剂 阴极 电化学 电极 热液循环 化学工程 无机化学 纳米技术 光电子学 化学 冶金 物理化学 有机化学 工程类
作者
Shiwen Wang,Hang Zhang,Kang Zhao,Wenqing Liu,Nairui Luo,Jianan Zhao,Shide Wu,Junwei Ding,Shaoming Fang,Fangyi Cheng
出处
期刊:Carbon energy [Wiley]
卷期号:5 (8) 被引量:35
标识
DOI:10.1002/cey2.330
摘要

Abstract Chemical doping is a powerful method to intrinsically tailor the electrochemical properties of electrode materials. Here, an interstitial boron‐doped tunnel‐type VO 2 (B) is constructed via a facile hydrothermal method. Various analysis techniques demonstrate that boron resides in the interstitial site of VO 2 (B) and such interstitial doping can boost the zinc storage kinetics and structural stability of VO 2 (B) cathode during cycling. Interestingly, we found that the boron doping level has a saturation limit peculiarity as proved by the quantitative analysis. Notably, the 2 at.% boron‐doped VO 2 (B) shows enhanced zinc ion storage performance with a high storage capacity of 281.7 mAh g −1 at 0.1 A g −1 , excellent rate performance of 142.2 mAh g −1 at 20 A g −1 , and long cycle stability up to 1000 cycles with the capacity retention of 133.3 mAh g −1 at 5 A g −1 . Additionally, the successful preparation of the boron‐doped tunnel‐type α‐MnO 2 further indicates that the interstitial boron doping approach is a general strategy, which supplies a new chance to design other types of functional electrode materials for multivalence batteries.
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