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First-row transition metal compounds for aqueous metal ion batteries
Journal of Energy Chemistry ( IF 13.1 ) Pub Date : 2021-09-10 , DOI: 10.1016/j.jechem.2021.09.002
Mengmeng Zhou 1 , Xinjun Huang 1 , Xiaomeng Tian 1 , Baohua Jia 2 , Hongge Pan 3, 4 , Wenping Sun 4 , Qin Zhao 1 , Tianyi Ma 2
Affiliation  

In recent years, a series of aqueous metal ion batteries (AMIBs) has been developed to improve the safety and cost-efficiency of portable electronics and electric vehicles. However, the significant gaps in energy density, power density, and cycle stability of AMIBs directly hinder them from replacing the currently widely used non-aqueous metal ion batteries, which stems from the lack of reasonable configuration and performance optimization of electrode materials. First-row transition metal compounds (FRTMCs), with the advantages of optional voltage ranges (from low to high), adjustable crystal structures (layered and tunnel types with large spacing), and designable morphology (multi-dimensional nanostructures), are widely used to construct high-performance AMIBs. However, no comprehensive review papers were generated to highlight their specific and significant roles in AMIBs. In this review, we first summarize the superiority and characteristics of FRTMCs in AMIBs. Then, we put forward control strategies of FRTMCs from subsurface engineering to inner construction to promote capacitance control and diffusion control energy storage. After that, the electrochemical performance of the FRTMCs regulation strategies in AMIBs is reviewed. Finally, we present potential directions and challenges for further enhancements of FRTMCs in AMIBs. The review aims to provide an in-depth understanding of regulation strategies for enhancing energy storage to build high-performance AMIBs that meet practical applications.



中文翻译:

用于水性金属离子电池的第一排过渡金属化合物

近年来,已经开发了一系列水性金属离子电池 (AMIB),以提高便携式电子产品和电动汽车的安全性和成本效益。然而,AMIBs在能量密度、功率密度和循环稳定性方面的显着差距直接阻碍了它们取代目前广泛使用的非水金属离子电池,这是由于缺乏合理的电极材料配置和性能优化。第一排过渡金属化合物(FRTMCs),具有电压范围可选(从低到高)、晶体结构可调(大间距层状和隧道型)、形貌可设计(多维纳米结构)等优点,被广泛应用构建高性能AMIB。然而,没有生成全面的评论论文来强调它们在 AMIB 中的具体和重要作用。在这篇综述中,我们首先总结了 FRTMCs 在 AMIBs 中的优势和特点。然后,我们提出了从地下工程到内部构造的 FRTMCs 控制策略,以促进电容控制和扩散控制储能。之后,综述了 FRTMCs 调控策略在 AMIBs 中的电化学性能。最后,我们提出了进一步增强 AMIB 中 FRTMC 的潜在方向和挑战。该评论旨在深入了解增强储能的监管策略,以构建满足实际应用的高性能 AMIB。我们首先总结了 FRTMCs 在 AMIBs 中的优势和特点。然后,我们提出了FRTMCs从地下工程到内部构造的控制策略,以促进电容控制和扩散控制储能。之后,综述了 FRTMCs 调控策略在 AMIBs 中的电化学性能。最后,我们提出了进一步增强 AMIB 中 FRTMC 的潜在方向和挑战。该评论旨在深入了解增强储能的监管策略,以构建满足实际应用的高性能 AMIB。我们首先总结了 FRTMCs 在 AMIBs 中的优势和特点。然后,我们提出了从地下工程到内部构造的 FRTMCs 控制策略,以促进电容控制和扩散控制储能。之后,综述了 FRTMCs 调控策略在 AMIBs 中的电化学性能。最后,我们提出了进一步增强 AMIB 中 FRTMC 的潜在方向和挑战。该评论旨在深入了解增强储能的监管策略,以构建满足实际应用的高性能 AMIB。综述了 FRTMCs 调控策略在 AMIBs 中的电化学性能。最后,我们提出了进一步增强 AMIB 中 FRTMC 的潜在方向和挑战。该评论旨在深入了解增强储能的监管策略,以构建满足实际应用的高性能 AMIB。综述了 FRTMCs 调控策略在 AMIBs 中的电化学性能。最后,我们提出了进一步增强 AMIB 中 FRTMC 的潜在方向和挑战。该评论旨在深入了解增强储能的监管策略,以构建满足实际应用的高性能 AMIB。

更新日期:2021-09-10
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