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通过铋掺杂对 MnO2 进行分子剪裁以实现具有电容器级耐久性的水系锌离子电池
Energy Storage Materials ( IF 18.9 ) Pub Date : 2022-03-19 , DOI: 10.1016/j.ensm.2022.03.024
Yu Ma 1 , Ming Xu 1 , Rong Liu 2 , Huanhao Xiao 1 , Yang Liu 1 , Xue Wang 1 , Youyuan Huang 3 , Guohui Yuan 1
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结构稳定性差和反应动力学缓慢导致容量快速衰减仍然是 MnO 2作为水系锌离子电池 (ZIBs) 正极材料的主要障碍。在此,为了解决这个问题,提出了一种用于α-MnO 2的铋(Bi)掺杂技术。综合研究表明,Bi通过Bi-O键稳定隧道结构,通过扭曲O的电子云增强电导率并削弱Zn 2+和O之间的化学键强度。反应机理分析进一步证实了高度Bi掺杂的α-MnO 2 (BMO-6)在Zn 2+ /H +过程中的稳定相结构共插入/提取。结果,BMO-6 正极在 10000 次循环后表现出惊人的循环寿命,容量保持率为 93%,超过了目前已知的水系 ZIB 中报道的 Mn 基正极。同时,BMO-6 ZIB 表现出良好的倍率性能和 486 Wh kg -1的出色能量密度。此外,基于 BMO-6 组装的柔性 ZIB 在不同变形下也表现出优异的机械稳定性。这项工作已经证明,Bi 掺杂可以提高 MnO 2的电化学性能,并为在水系 ZIBs 中开发其他潜在正极开辟了新的视野。





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更新日期:2022-03-19
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