铵离子具有轻摩尔质量和小水合半径的特点,NH4+与主体材料之间有趣的相互作用在水系储能领域引起了广泛关注,但很少有研究关注高性能NH4+存储阳极。
在此,中南民族大学Daohong Zhang,Qiufan Wang提出了一种基于Bi2SeO5纳米片的高性能嵌入型水性铵离子电池(AIB)阳极。
文章要点
1)根据非原位表征,提出了层状Bi2SeO5中伴随氢键形成/断裂的可逆NH4+/H+共嵌入/脱嵌和转化反应机制。因此,优化的Bi2SeO5负极在1M NH4Cl电解质中在0.3 A g−1下具有341.03 mAh g−1的高可逆容量,并且在3 A g−1下循环7000次后容量保持率高达86.7%,这与氧空位的存在增强了离子/电子转移并促进NH4+与主体材料之间氢键的形成。
2)当使用MnO2正极组装摇椅式铵离子电池时,该装置在0.15 A g−1时具有140.73 mAh g−1的超高容量,在功率密度为2985.07 W时能量密度为207.13 Wh kg−1 kg−1。
这项工作为下一代AIB的高性能阳极设计提供了一种有前景的策略。
参考文献
Dandan Ling, et al, Oxygen Vacancy-Enriched Bi2SeO5 Nanosheets with Dual Mechanism for Ammonium-Ion Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c08460
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08460