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Conversion electrochemistry of copper selenides for robust and energetic aqueous batteries

Carbon Energy 2023年第2期5卷 85-93页

作者： Yichun Wang Boya Wang Jinshu Zhang Dongliang Chao Jiangfeng Ni Liang Li Jiangsu Key Laboratory of Thin Films School of Physical Science and TechnologyCenter for Energy Conversion Materials and Physics(CECMP)Soochow UniversitySuzhouJiangsuChina Laboratory of Advanced Materials Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative MaterialsState Key Laboratory of Molecular Engineering of PolymersSchool of Chemistry and MaterialsFudan UniversityShanghaiChina

The development of highly safe and low-cost aqueous batteries is of great significance in the background of carbon neutrality.However,the practical deployment of aqueous batteries has been plagued due to their relatively low capacity and poor cycling stability.Herein,we propose unique conversion electrochemistry of copper selenides for robust and energetic aqueous charge storage.In situ X-ray diffraction and operando Raman techniques reveal a reversible transformation from cuSe to cu_(2)Se through the intermediates of cu_(3)Se_(2) and cu_(1.8)Se.Such a conversion process activates the redox carrier of cu^(2+)ion and delivers a remarkable rate capability of 285 mAh g^(-1) at 20 A g^(-1) and electrochemical durability up to 30,000 cycles.Furthermore,cu^(2+)and H+coinsertion chemistry is proposed to facilitate the conversion process.As a proof-of-concept,a hybrid aqueous pouch cell coupling cuSe//Zn is capable of affording maximum energy and power densities of 190 Wh kg^(-1) and 1366W kg^(-1),respectively.

关键词： aqueous battery conversion electrochemistry cu-ion battery Se-based electrode

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