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用于水系锌离子电池的第Ⅷ族金属掺杂的高性能 MnO2 正极:Zn2+ 存储机制的原位 X 射线衍射研究
Journal of Power Sources ( IF 8.1 ) Pub Date : 2022-02-23 , DOI: 10.1016/j.jpowsour.2022.231198
Hong Li 1 , Zhenxiong Huang 2 , Bohong Chen 2 , Yu Jiang 1 , Chuanhua Li 1 , Wei Xiao 1 , Xuemin Yan 1
Affiliation  

用于水系锌离子电池(AZIBs)的MnO 2基正极存在Zn 2+迁移动力学缓慢和循环过程中的化学不稳定性,严重阻碍了其实际应用。由于 d 壳层的特殊电子结构,在 MnO 2中掺杂第Ⅷ族金属(Fe、Co 和 Ni)是提高 MnO 2基电极用于 AZIBs电化学性能的一个有趣的想法。根据密度泛函理论计算结果,掺杂元素有利于提高Zn 2+迁移动力学,提高循环过程中的化学稳定性。在 AZIB 中进行测试时,Fe 掺杂的 MnO 2(FMO)电极表现出优异的循环稳定性(在1 A g -1下具有338.2 mAh g -1的高比容量, 200次循环后容量保持率为86.3%),与Co和Ni掺杂的MnO 2相同电极。结合原位 X 射线衍射和非原位透射电子显微镜研究表明,层状 FMO 发生结构转变为 Zn x MnO 2、Mn 3 O 4和 ZnMn 2 O 4,同时形成 ZnSO 4 (OH) 6 ·5H 2O 在放电过程中,而这些相在随后的 Zn 提取过程中恢复为母相。这项研究可能为在 AZIB 中开发强大的阴极奠定坚实的基础。





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更新日期:2022-02-23
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