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Rechargeable Aqueous Zn–V2O5 Battery with High Energy Density and Long Cycle Life
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-05-16 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00565
Ning Zhang 1, 2 , Yang Dong 1 , Ming Jia 1 , Xu Bian 1 , Yuanyuan Wang 1 , Mande Qiu 1 , Jianzhong Xu 1 , Yongchang Liu 2, 3 , Lifang Jiao 2 , Fangyi Cheng 2
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-05-16 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00565
Ning Zhang 1, 2 , Yang Dong 1 , Ming Jia 1 , Xu Bian 1 , Yuanyuan Wang 1 , Mande Qiu 1 , Jianzhong Xu 1 , Yongchang Liu 2, 3 , Lifang Jiao 2 , Fangyi Cheng 2
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We report an aqueous Zn–V2O5 battery chemistry employing commercial V2O5 cathode, Zn anode, and 3 M Zn(CF3SO3)2 electrolyte. We elucidate the Zn-storage mechanism in the V2O5 cathode to be that hydrated Zn2+ can reversibly (de)intercalate through the layered structure. The function of the co-intercalated H2O is revealed to be shielding the electrostatic interactions between Zn2+ and the host framework, accounting for the enhanced kinetics. In addition, the pristine bulk V2O5 gradually evolves into porous nanosheets upon cycling, providing more active sites for Zn2+ storage and thus rendering an initial capacity increase. As a consequence, a reversible capacity of 470 mAh g–1 at 0.2 A g–1 and a long-term cyclability with 91.1% capacity rentention over 4000 cycles at 5 A g–1 are achieved. The combination of the good battery performance, safety, scalable materials synthesis, and facile cell assembly indicates this aqueous Zn–V2O5 system is promising for stationary grid storage applications.
中文翻译：
高能量密度和长寿命的可充电Zn–V 2 O 5水性电池
我们报告了一种采用商用V 2 O 5阴极，Zn阳极和3 M Zn（CF 3 SO 3）2电解质的Zn-V 2 O 5电池化学方法。我们阐明了V 2 O 5阴极中的Zn储存机理是水合的Zn 2+可以通过层状结构可逆地（脱嵌）。揭示了共嵌入的H 2 O的功能是屏蔽Zn 2+与主体框架之间的静电相互作用，从而增强了动力学。此外，原始大块的V 2 O 5在循环过程中逐渐演变成多孔纳米片，为Zn 2+的存储提供了更多的活性位点，从而使初始容量增加。结果，在0.2 A g –1时可逆容量为470 mAh g –1，在5 A g –1时4000次循环中具有91.1％的容量保留率，具有长期可循环性。良好的电池性能，安全性，可扩展的材料合成以及便捷的电池组装相结合，表明这种Zn–V 2 O 5水溶液系统有望用于固定式网格存储应用。
更新日期：2018-05-16
中文翻译：
高能量密度和长寿命的可充电Zn–V 2 O 5水性电池
我们报告了一种采用商用V 2 O 5阴极，Zn阳极和3 M Zn（CF 3 SO 3）2电解质的Zn-V 2 O 5电池化学方法。我们阐明了V 2 O 5阴极中的Zn储存机理是水合的Zn 2+可以通过层状结构可逆地（脱嵌）。揭示了共嵌入的H 2 O的功能是屏蔽Zn 2+与主体框架之间的静电相互作用，从而增强了动力学。此外，原始大块的V 2 O 5在循环过程中逐渐演变成多孔纳米片，为Zn 2+的存储提供了更多的活性位点，从而使初始容量增加。结果，在0.2 A g –1时可逆容量为470 mAh g –1，在5 A g –1时4000次循环中具有91.1％的容量保留率，具有长期可循环性。良好的电池性能，安全性，可扩展的材料合成以及便捷的电池组装相结合，表明这种Zn–V 2 O 5水溶液系统有望用于固定式网格存储应用。
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