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片层纤维状V2O5·1.6H2O干凝胶提升水系锌离子电池长循环性能

刘丹 崔月 裴彪 高海燕 赵永男

刘丹, 崔月, 裴彪, 高海燕, 赵永男. 片层纤维状V2O5·1.6H2O干凝胶提升水系锌离子电池长循环性能[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.12.001
引用本文: 刘丹, 崔月, 裴彪, 高海燕, 赵永男. 片层纤维状V2O5·1.6H2O干凝胶提升水系锌离子电池长循环性能[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.12.001
Fibrous Xerogel-V2O5·1.6H2O for Long-cycle Aqueous Zinc-ion Batteries[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.12.001
Citation: Fibrous Xerogel-V2O5·1.6H2O for Long-cycle Aqueous Zinc-ion Batteries[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.12.001

片层纤维状V2O5·1.6H2O干凝胶提升水系锌离子电池长循环性能

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.02.12.001
详细信息
  • 中图分类号: TQ152

Fibrous Xerogel-V2O5·1.6H2O for Long-cycle Aqueous Zinc-ion Batteries

  • 摘要: 水系锌离子电池凭借低成本和环境友好具有极大的发展和应用前景。具有分层、三维开孔或快速离子导体结构的钒基材料是锌离子电池最具有前景的正极材料。如何改善钒基材料的长循环性能是函待解决的问题之一。本文采用简单方法成功制备了纤维状V2O5干凝胶,利用X射线衍射仪、扫描电镜对其物相和形貌进行了表征,发现制备的材料为V2O5·1.6H2O,结晶相良好,且成片状纤维结构。电化学测试表明,在0.1 A? g-1电流密度下,首次放电比容量为388.4 mAhg-1,在1 Ag-1电流密度下,循环1000次后容量几乎无衰减,仍保持为129.7 mAh? g-1,具有良好的长循环稳定性。在0.1,0.2,0.5,1,2和3 A?g-1电流密度下,纤维状V2O5干凝胶表现出良好的倍率性能,放电比容量分别为388.4、338.5、282.9、239.1、194.4和165.9 mA?g-1,远高于商业化V2O5 (279.5、251.0、205.5、174.5、144.6和125.1 mA?g-1)。良好的电化学性能主要归功于结合水的支撑作用增大了层间距,在循环过程中材料具有良好的结构稳定性,避免了放电容量衰减;纤维片状结构缩短了锌离子的迁移路径,提高了锌离子的扩散速率。对充放电机理研究发现,在锌离子的嵌入脱出过程中伴随有碱式硫酸锌的生成与消失,且该过程可逆。。

     

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出版历程
  • 网络出版日期:  2023-04-27

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