가역적 산소 산화환원 화학이 적용된 수성 아연 이온 배터리

초록 재충전 가능한 수성 아연 이온 배터리(ZIB)는 낮은 비용과 높은 안전성 덕분에 유망한 에너지 저장 장치입니다. 그러나 이들의 에너지 저장 메커니즘은 복잡하고 잘 확립되어 있지 않습니다. 최근의 ZIBs의 에너지 저장 메커니즘은 일반적으로 양이온 산화환원 과정에 의존합니다. 음이온 산화환원 과정은 음극과 전해질의 한계로 인해 관찰되지 않았습니다. 여기서 우리는 층상 VOPO4 음극과 물-염 전해질을 기반으로 한 고도로 가역적인 수성 ZIB를 설명합니다. 이러한 배터리는 고전압 영역에서 가역적인 산소 산화환원 화학을 나타냅니다. 산소 산화환원 과정은 약 27 %의 추가 용량을 제공할 뿐만 아니라 평균 작동 전압을 약 1.56 V로 증가시켜 에너지 밀도를 약 36 % 높입니다. 더 나아가, 산소 산화환원 과정은 충전/방전 과정 중 VOPO4의 가역적인 결정 구조 변화를 촉진하여 속도 능력과 사이클 성능을 향상시킵니다.