南开大学牛志强Angew.: 水系锌离子电池中的可逆氧氧化还原化学
Yolerz Yolerz 2019-03-23

可充电水系锌离子电池(ZIB)由于其低成本和高安全性成为有前景的能量存储装置,但其能量存储机制很复杂并且没有很好地建立。最近的ZIB能量储存机制通常取决于阳离子氧化还原。由于正极和电解质的限制,仍未观察到阴离子氧化还原。


诱因:在氧化钒和钒酸盐中,只有VxOy多面体具有丰富的V-O共价。与V-O共价相比,P-O共价显示出较弱的键合能。因此,如果将P-O共价引入VxOy多面体层,VxOy多面体中的氧电子密度将会增加,从而能够提高氧的活性,实现氧氧化还原。


南开大学牛志强课题组开发了基于层状VOPO4正极和盐水电解质的高度可逆水性ZIB。这种电池在高压区域显示出可逆的氧氧化还原。氧氧化不仅提供~27%的额外容量,而且还将平均工作电压增加到~1.56V,能量密度增加~36%。此外,氧氧化还促进VOPO4在充电/放电过程中的可逆晶体结构演变,从而导致增强的倍率和循环性能。

 

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Fang Wan, Yan Zhang, Linlin Zhang, Daobin Liu, Changda Wang, Li Song, Zhiqiang Niu, Jun Chen, Reversible Oxygen Redox Chemistry in Aqueous Zinc‐Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201902679

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201902679

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