Aqueous rechargeable zinc ion batteries (ARZIBs) is considered one of the most compelling candidates for grid-scale energy storage owing to their cost effectiveness, good safety, eco-friendliness, high output voltage, and high capacity. However, their practical applications are still largely limited by the undesirable cyclability and high-rate capability. Here, we report a discovery that using a small amount (2 vol%) of diethyl ether (Et2O) as the electrolyte additive could largely improve the performance of Zn–MnO2 batteries. The addition of Et2O yielded the first cycle coulombic efficiency of 95.6% at 50 mA/g, a high capacity of 115.9 mAh/g at 5 A/g and 97.7% retention of initial capacity after 4000 cycles, demonstrating an outstanding rate capability and cycling performance among the reported Mn-based zinc ions batteries in mild electrolyte. Ex-situ characterizations revealed that appropriate amount of Et2O molecules could effectively suppress the formation of Zn dendrites on Zn anode, which is the main mechanism for cyclability improvements.

Piezoelectric biomaterials are intrinsically suitable for coupling mechanical and electrical energy in biological systems to achieve in vivo real-time sensing, actuation, and electricity generation. However, the inability to synthesize and align the piezoelectric phase at a large scale remains a roadblock toward practical applications. We present a wafer-scale approach to creating piezoelectric biomaterial thin films based on γ-glycine crystals. The thin film has a sandwich structure, where a crystalline glycine layer self-assembles and automatically aligns between two polyvinyl alcohol (PVA) thin films. The heterostructured glycine-PVA films exhibit piezoelectric coefficients of 5.3 picocoulombs per newton or 157.5 × 10

Aqueous zinc-ion batteries hold promise for sustainable energy storage, yet challenges in finding high-performance cathode materials persist. Polyoxovanadates (POVs) are emerging as potential candidates due to their structural diversity and robust redox activity. Despite their potential, issues like dissolution in electrolytes, structural degradation, and byproduct accumulation persist. This work introduces a POV-based hydrophobic two-dimensional (2D) layered superstructure that addresses these challenges. The hydrophobic nature minimizes POV dissolution, enhancing structural stability and inhibiting phase transitions during cycling. The 2D arrangement ensures a larger surface area and improved electronic conductivity, resulting in faster kinetics and higher specific capacity. The superstructure demonstrates improved cycle life and an increased operating voltage, marking a significant advancement in POV-based cathode materials for aqueous zinc-ion batteries.

Keggin-type polyoxometalate (POM) supported single transition metal (TM) atom (TM

Abstract In this study, a novel approach is introduced to address the challenges associated with structural instability and sluggish reaction kinetics of δ‐MnO 2 in aqueous zinc ion batteries. By leveraging zwitterionic betaine (Bet) for intercalation, a departure from traditional cation intercalation methods, Bet‐intercalated MnO 2 (MnO 2 ‐Bet) is synthesized. The positively charged quaternary ammonium groups in Bet form strong electrostatic interactions with the negatively charged oxygen atoms in the δ‐MnO 2 layers, enhancing structural stability and preventing layer collapse. Concurrently, the negatively charged carboxylate groups in Bet facilitate the rapid diffusion of H + /Zn 2+ ions through their interactions, thus improving reaction kinetics. The resulting MnO 2 ‐Bet cathode demonstrates high specific capacity, excellent rate capability, fast reaction kinetics, and extended cycle life. This dual‐function intercalation strategy significantly optimizes the electrochemical performance of δ‐MnO 2 , establishing it as a promising cathode material for advanced aqueous zinc ion batteries.

Li-rich layered oxide (LRO) cathode material is utilized in anode-free Li metal batteries to provide extra Li inventory, compensating for the constant Li loss during cycling. The Li compensation mechanism of LRO in the anode-free system is elucidated by exploring the reversible/irreversible Li consumption behaviors. Moreover, the relationship between cathode areal capacity, Li inventory, and the cycling performance of the Cu||LRO cell is quantitatively analyzed. The well-designed Cu||LRO anode-free cell demonstrates 51% capacity retention after 60 cycles at a practical areal capacity of 5.0 mAh cm-2, overwhelming the 0.6% capacity retention for Cu||NCM523. Further optimization with an artificial anode protection layer and a fully fluorinated electrolyte enhances the capacity retention of Cu||LRO to 61.4% and 71.5% after 60 cycles, respectively. Combining its low initial Coulombic efficiency and high specific energy, the LRO cathode shows great prospects in the future development of high energy and long lifespan anode-free Li metal batteries.