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MWCNTs@无定形碳@MoS2的合理设计:朝向高性能水系锌离子电池正极
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-10-22 , DOI: 10.1016/j.cej.2022.139933 Feier Niu , Zhongchao Bai , Yueyuan Mao , Shaoqing Zhang , Haoran Yan , Xun Xu , Junming Chen , Nana Wang
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更新日期:2022-10-22
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-10-22 , DOI: 10.1016/j.cej.2022.139933 Feier Niu , Zhongchao Bai , Yueyuan Mao , Shaoqing Zhang , Haoran Yan , Xun Xu , Junming Chen , Nana Wang
二价Zn 2+在正极中的缓慢扩散动力学和活性材料的有限可用性严重阻碍了水系锌离子电池(AZIBs)的实际应用。在此,设计了由无定形碳层改性的多壁碳纳米管与MoS 2 (MWCNTs@aC@MoS 2 ) 成功复合作为AZIBs的阴极。受益于无定形碳松散表面上的大量含氧基团,MoS 2可以在多壁碳纳米管上均匀成核生长,从而避免了MoS 2的团聚,提高了活性材料的利用率。因此,这种纳米复合材料表现出长期循环稳定性(在 5 A g 循环 1000 次后容量保持率为 78%)-1)和出色的高倍率能力(12 A g -1时为 110 mAh g -1)。通过恒电流间歇滴定(GITT)、循环伏安法(CV)测量和分子动力学(MD)模拟研究了MWCNTs@aC@MoS 2电极的电化学反应动力学,表明其具有理想的赝电容行为和低Zn 2+扩散能垒。通过异位表征,揭示了MWCNTs@aC@MoS 2的Zn嵌入机理。即使在极端弯曲条件下,该电极在柔性准固态 AZIB 中也表现出稳定的性能,证明了它的实用性。
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