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操纵氧空位来激发 V2O5 结构中的离子动力学,以获得优质水系锌离子电池
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2023-07-10 , DOI: 10.1002/adfm.202305659 Jia‐Jia Ye 1 , Pei‐Hua Li 2 , Hao‐Ran Zhang 1 , Zong‐Yin Song 2 , Tianju Fan 1 , Wanqun Zhang 1 , Jie Tian 1 , Tao Huang 1 , Yitai Qian 1 , Zhiguo Hou 1 , Netanel Shpigel 3 , Li‐Feng Chen 1 , Shi Xue Dou 4, 5
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2023-07-10 , DOI: 10.1002/adfm.202305659 Jia‐Jia Ye 1 , Pei‐Hua Li 2 , Hao‐Ran Zhang 1 , Zong‐Yin Song 2 , Tianju Fan 1 , Wanqun Zhang 1 , Jie Tian 1 , Tao Huang 1 , Yitai Qian 1 , Zhiguo Hou 1 , Netanel Shpigel 3 , Li‐Feng Chen 1 , Shi Xue Dou 4, 5
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钒基插层材料在水性锌离子电池(ZIB)中引起了广泛关注。然而,由于强静电相互作用,锌离子的层间扩散缓慢,严重限制了其实际应用。在此,制备了具有扩大的层间空间和优异的结构稳定性的富氧空位的V 2 O 5结构(Zn 0.125 V 2 O 5 ·0.95H 2 O纳米花,O v -ZVO),用于优异的ZIB。原位电子顺磁共振(EPR)和X射线衍射(XRD)表征表明,由于部分逃逸的晶格水,在相对较低的反应温度下会产生大量氧空位。原位光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明,氧空位的存在降低了O v -ZVO中Zn 2+扩散势垒,削弱了Zn和O原子之间的相互作用,从而有助于优异的电化学性能。Zn||O v -ZVO电池在0.1 A g -1下表现出402 mAh g -1的非凡容量,在2673 W kg -1下表现出193 Wh kg -1的令人印象深刻的能量输出。作为概念验证,Zn||O v -ZVO 软包电池可以在 0.5 A g -1下达到 350 mAh g -1的高容量,展示了其实际应用的巨大潜力。这项研究提供了关于氧空位纳米结构的形成和产生的氧空位改善电化学性能的基本见解,为缺陷功能化先进材料指明了新途径。
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更新日期:2023-07-10
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