锌电比钙电高一截
用同一层状钒氧化物模型材料首次系统对比锌/钙离子嵌入差异,揭示锌离子更小的半径与更高嵌入电位带来高容量优势。
Chunfang, Wang · 王建川 · Zhang, Shiwei · Meilin, Li · Fanbin, Zeng · Liming, Tan · 刘锋 · 王家骐 · Lan, Huang · Lv, Haiming · Chunyi, Zhi · Han Cuiping
Advanced Energy Materials 2023
在0.3 A g⁻¹下,锌离子电池放电比容量247.3 mAh g⁻¹,比钙离子电池的158.4 mAh g⁻¹高出56%。原因是锌离子更小,嵌入量是钙离子的6倍。
Zn²⁺嵌入电位为-0.34 V (vs. Ag/AgCl),比Ca²⁺的-0.65 V高出0.31 V,使锌离子电池平均电压更高。
DFT计算表明Ca²⁺嵌入能(-6.67 eV)远低于Zn²⁺(-1.85 eV),热力学上更不利,解释了钙离子电池较差的动力学。