V2CTX MXene의 수성 아연 하이브리드 이온 배터리를 위한 상 전이 유도 비범한 전기화학적 성능

전극의 비배터리 행동과 관련된 상 전이는 일반적으로 모든 배터리에 불리하며, 이는 항상 성능 저하를 초래합니다. 여기에서 우리는 V2CTX MXene을 음극으로 사용하여 18,000 사이클 내에 비범한 용량 향상을 보여주는 아연 하이브리드 이온 배터리(ZHIB)를 시연합니다. 이는 수백 사이클 내에 성능 저하가 시작되는 모든 보고된 사례와 크게 다릅니다. 지배적인 메커니즘은 MXene 탈착 및 사이클 동안 예상치 못한 상 전이로 결정됩니다. 원래 음극과 보조 유도체가 동시에 용량에 기여하여 비범한 용량 향상을 초래합니다. 그 결과 508 mAh g-1(보고된 모든 수성 아연 이온 배터리 중 가장 높은 값)의 특정 용량과 386.2 Wh kg-1의 높은 에너지 밀도가 실현됩니다. 또한, 제작된 준고체 상태 배터리는 -20 °C에서도 안정적으로 출력할 수 있으며, 구부리기, 비틀기, 찌르기 및 자르기 조건에서도 동작합니다. 우리의 연구는 일반적으로 피해야 할 "불안정한" 전극 재료를 활용하여 배터리의 지속적인 성능 향상을 달성하는 효과적인 접근 방식을 제공합니다. 에너지 저장을 위한 원래 재료와 보조 재료를 모두 사용하는 아이디어는 배터리의 비범한 사이클 안정성을 달성하기 위한 일반적인 방법으로 발전할 수 있습니다.