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Erschienen in: Rare Metals 2/2024

15.11.2023 | Original Article

Constructing oxygen deficiency-rich V2O3@PEDOT cathode for high-performance aqueous zinc-ion batteries

verfasst von: Dong-Fei Sun, Zi-Juan Wang, Tian Tian, Xin Yu, Dan-Dan Yu, Xiao-Zhong Zhou, Guo-Fu Ma, Zi-Qiang Lei

Erschienen in: Rare Metals | Ausgabe 2/2024

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Abstract

Aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) have attracted widespread attention due to the advantages of high safety and environmental friendliness. Although V2O3 is a promising cathode, the strong electrostatic interaction between Zn2+ and V2O3 crystal, and the sluggish reaction kinetics still limit their application in AZIBs. Herein, the oxygen defects rich V2O3 with conducive poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) shell (V2O3-Od@PEDOT) was fabricated for AZIBs by combining the sulfur-assisted thermal reduction and in-situ polymerization method. The introduced oxygen vacancies of V2O3–Od@PEDOT weaken the electrostatic interaction between Zn2+ and the host material, improving the interfacial electron transport, while the PEDOT coating enhances the structural stability and conductivity of V2O3, thus accelerating the reaction kinetics. Based on the advantages, V2O3–Od@PEDOT electrode delivers a reversible capacity of 495 mAh·g−1 at 0.1 A·g−1, good rate capability (189 mAh·g−1 at 8.0 A·g−1), and an impressive cycling stability with 90.1% capacity retention over 1000 cycles at 8.0 A·g−1. The strategy may provide a path for exploiting the other materials for high performance AZIBs.

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Zurück zum Zitat Chao DL, Xia XH, Liu JL, Fan ZX, Ng CF, Lin JY, Zhang H, Shen ZX, Fan HJ. A V2O5/conductive-polymer core/shell nanobelt array on three-dimensional graphite foam: a high-rate, ultrastable, and freestanding cathode for lithium-ion batteries. Adv Mater. 2014;26(33):5794. https://doi.org/10.1002/adma.201400719.CrossRef Chao DL, Xia XH, Liu JL, Fan ZX, Ng CF, Lin JY, Zhang H, Shen ZX, Fan HJ. A V2O5/conductive-polymer core/shell nanobelt array on three-dimensional graphite foam: a high-rate, ultrastable, and freestanding cathode for lithium-ion batteries. Adv Mater. 2014;26(33):5794. https://​doi.​org/​10.​1002/​adma.​201400719.CrossRef
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Zurück zum Zitat Feng ZY, Zhang YF, Zhao YF, Sun JJ, Liu YY, Jiang HM, Cui M, Hu T, Meng CG. Dual intercalation of inorganics-organics for synergistically tuning the layer spacing of V2O5nH2O to boost Zn2+ storage for aqueous zinc-ion batteries. Nanoscale. 2022;14(24):8776. https://doi.org/10.1039/D2NR02122F.CrossRef Feng ZY, Zhang YF, Zhao YF, Sun JJ, Liu YY, Jiang HM, Cui M, Hu T, Meng CG. Dual intercalation of inorganics-organics for synergistically tuning the layer spacing of V2O5nH2O to boost Zn2+ storage for aqueous zinc-ion batteries. Nanoscale. 2022;14(24):8776. https://​doi.​org/​10.​1039/​D2NR02122F.CrossRef
Metadaten
Titel
Constructing oxygen deficiency-rich V2O3@PEDOT cathode for high-performance aqueous zinc-ion batteries
verfasst von
Dong-Fei Sun
Zi-Juan Wang
Tian Tian
Xin Yu
Dan-Dan Yu
Xiao-Zhong Zhou
Guo-Fu Ma
Zi-Qiang Lei
Publikationsdatum
15.11.2023
Verlag
Nonferrous Metals Society of China
Erschienen in
Rare Metals / Ausgabe 2/2024
Print ISSN: 1001-0521
Elektronische ISSN: 1867-7185
DOI
https://doi.org/10.1007/s12598-023-02434-6

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