当前位置：
X-MOL 学术
›
J. Mater. Chem. A
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
A novel aqueous zinc-ion battery capable of self-charging at low temperature
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-12-04 , DOI: 10.1039/d3ta05046g Shelton Kuchena 1 , Abhishek Paudel 1 , Qinglin Wu 2 , Ying Wang 1
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2023-12-04 , DOI: 10.1039/d3ta05046g Shelton Kuchena 1 , Abhishek Paudel 1 , Qinglin Wu 2 , Ying Wang 1
Affiliation
|
Lately, there has been growing enthusiasm in self-charging power systems that integrate energy harvesting and storage technologies. Nonetheless, conventional integrated systems are heavily reliant on specific energy sources and often have complex configurations. In contrast, a chemically self-charging zinc-ion battery (ZIB) offers a simplified design and enhanced adaptability. The battery can operate without the need for external power generation equipment, reducing dependence on specific energy sources and providing greater versatility under different environmental conditions. In this study, we develop a chemically self-charging aqueous zinc-ion battery (ZIB) incorporating an FeVO4·H2O cathode and Zn anode coupled with an aqueous electrolyte containing 1 m Zn(CF3SO3)2 and 5.16 m LiTFSI. This battery exhibits good self-charging capabilities and electrochemical performances at both 25 °C and 0 °C. This work is the first effort to realize a chemically self-charging zinc-ion battery that demonstrates self-charging capability at low temperature. Different self-charging durations are investigated to attain the optimum open circuit voltage (OCV) and discharge capacity. Following 12 hours of oxidation in air, the ZIB achieves a capacity of 284.33 mA h g−1 at 0.2 A g−1 at 25 °C and 117.686 mA h g−1 at 0.2 A g−1 at 0 °C, indicating commendable self-recharge capability. The OCV after 12 hours is measured to be 0.996 V at 25 °C and 0.859 V at 0 °C. The as-prepared self-charging battery capable of operating at 0 °C is crucial to practical applications in cold climates, such as automotive, outdoor devices, and renewable energy systems.
中文翻译：
一种新型低温自充电水系锌离子电池
最近，人们对集成能量收集和存储技术的自充电电力系统的热情日益高涨。尽管如此，传统的集成系统严重依赖特定的能源，并且通常具有复杂的配置。相比之下，化学自充电锌离子电池（ZIB）提供了简化的设计和增强的适应性。该电池无需外部发电设备即可运行，减少了对特定能源的依赖，并在不同环境条件下提供了更大的多功能性。在这项研究中，我们开发了一种化学自充电水系锌离子电池（ZIB），该电池包含 FeVO 4 ·H 2 O 阴极和 Zn 阳极以及含有 1 m Zn(CF 3 SO 3 ) 2和 5.16 m 的水性电解质。 LiTFSI。该电池在25℃和0℃下均表现出良好的自充电能力和电化学性能。这项工作是首次实现化学自充电锌离子电池，并具有低温自充电能力。研究了不同的自充电持续时间以获得最佳开路电压（OCV）和放电容量。在空气中氧化 12 小时后，ZIB在 25 °C 下在 0.2 A g -1下实现了 284.33 mA hg -1的容量，在 0 °C 下在 0.2 A g -1下实现了 117.686 mA hg -1 的容量，这表明 ZIB 具有值得称赞的自组装能力。充电能力。12 小时后测得的 OCV 在 25 °C 时为 0.996 V，在 0 °C 时为 0.859 V。所制备的能够在 0°C 下工作的自充电电池对于寒冷气候下的实际应用至关重要，例如汽车、户外设备和可再生能源系统。
更新日期：2023-12-04
中文翻译：
一种新型低温自充电水系锌离子电池
最近，人们对集成能量收集和存储技术的自充电电力系统的热情日益高涨。尽管如此，传统的集成系统严重依赖特定的能源，并且通常具有复杂的配置。相比之下，化学自充电锌离子电池（ZIB）提供了简化的设计和增强的适应性。该电池无需外部发电设备即可运行，减少了对特定能源的依赖，并在不同环境条件下提供了更大的多功能性。在这项研究中，我们开发了一种化学自充电水系锌离子电池（ZIB），该电池包含 FeVO 4 ·H 2 O 阴极和 Zn 阳极以及含有 1 m Zn(CF 3 SO 3 ) 2和 5.16 m 的水性电解质。 LiTFSI。该电池在25℃和0℃下均表现出良好的自充电能力和电化学性能。这项工作是首次实现化学自充电锌离子电池，并具有低温自充电能力。研究了不同的自充电持续时间以获得最佳开路电压（OCV）和放电容量。在空气中氧化 12 小时后，ZIB在 25 °C 下在 0.2 A g -1下实现了 284.33 mA hg -1的容量，在 0 °C 下在 0.2 A g -1下实现了 117.686 mA hg -1 的容量，这表明 ZIB 具有值得称赞的自组装能力。充电能力。12 小时后测得的 OCV 在 25 °C 时为 0.996 V，在 0 °C 时为 0.859 V。所制备的能够在 0°C 下工作的自充电电池对于寒冷气候下的实际应用至关重要，例如汽车、户外设备和可再生能源系统。
京公网安备 11010802027423号