铵离子电池具有成本低、安全性高、环境友好、电化学性能优异等优点,在储能领域有着广阔的应用前景。不幸的是,负极材料的缺乏限制了它们的发展。
在此,东南大学孙正明教授,Linfeng Hu利用密度泛函理论计算来探索V2CTx MXene作为一种有前途的低工作电位阳极。
文章要点
1)V2CTx MXene展示了铵离子存储的赝电容行为,在1 A g−1下提供115.9 mAh g−1的高比容量,并在5 A g−1下循环5000次后仍具有100%的出色容量保持率。
2)原位电化学石英晶体微天平测量验证了醋酸铵电解质中这种独特的赝电容存储行为的两步电化学过程。理论模拟揭示了[NH4+(HAc)3]·O配位键的可逆电子转移反应,从而产生优异的铵离子存储能力。这种乙酸根离子增强效应的普遍性也在MoS2基铵离子电池系统中得到证实。
这些发现为通过醋酸根离子增强实现高容量铵离子存储打开了新的大门,突破了法拉第和非法拉第储能的容量限制。
参考文献
Bao, Z., Lu, C., Liu, Q. et al. An acetate electrolyte for enhanced pseudocapacitve capacity in aqueous ammonium ion batteries. Nat Commun 15, 1934 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46317-5