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Constructing highly safe and long-life calcium ion batteries based on hydratedvanadium oxide cathodes featuring a pillar structure

引用

Rare Metals 2024年第6期43卷 2597-2612页

作者： Chun-Fang Wang Shi-Wei Zhang Lan Huang Yuan-Min Zhu Feng Liu Jian-Chuan Wang Li-Ming Tan Chun-Yi Zhi Cui-Ping Han Powder Metallurgy Research Institute Central South UniversityChangsha410083China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan 523808China Research Institute of Interdisciplinary Science and School of Materials Science and Engineering Dongguan University of TechnologyDongguan 523808China Department of Materials Science and Engineering City University of Hong KongHong Kong 999077China Faculty of Materials Science and Energy Engineering/Institute of Technology for Carbon Neutrality Shenzhen Institute of Advanced TechnologyChinese Academy of SciencesShenzhen 518055China

calcium-ion batteries(CIBs)have generated intense interest due to the growing demand for safer,cheaper,and large-scale energy storage ***,their development is still in its infancy,owing to the lack of suitable cathodes for sustaining reversiblc Ca^(2+)intercalation/***,layered H_(2)V_(3)O_(8)(HVO)with Zn^(2+)pre-insertion(ZHVO)is reported as a high-rate and highly durable cathode material for *** existence of Zn^(2+)and H_(2)O pillars could expand the interlayer spacing up to 1.8 nm,which is favorable for the diffusion of bulky Ca^(2+).The formation of Zn-O bonds facilitates electron transfer and enhances electrical ***,the ZHVO cathode achieves superior capacity performance(213.9 mAh·g^(-1)at 0.2 A·g^(-1))and long lifespan(78.3%for 1,000 cycles at 5 A·g^(-1))compared to pristine *** functional theory(DFT)calculations revealed that Zn^(2+)moved during Ca^(2+)intercalation,thereby reducing the diffusion energy barrier and facilitating Ca^(2+)***,a safe aqueous calcium ion cell was successfully assembled.

关键词： Multivalent batteries calcium-ion batteries Layered structure Vanadium oxide Cathode materials

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