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用于温和水系 Zn/MnO2 电池的铜激活近全双电子 Mn4+/Mn2+ 氧化还原
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-07-08 , DOI: 10.1016/j.cej.2022.137923
Yatu Chen , Shuai Gu , Shuilin Wu , Xiaoxia Ma , Iftikhar Hussain , Zhipeng Sun , Zhouguang Lu , Kaili Zhang

与传统的单电子Mn 4+ /Mn 3+氧化还原对(308 mAh g -1)相比,双电子Mn 4+ /Mn 2+氧化还原机制使Zn/MnO的理论容量(616 mAh g -1 )翻倍2节电池。然而,在大多数情况下,激活 Mn 4+ /Mn 2+氧化还原电对需要较低的 pH 值,这通常会导致腐蚀问题。在此,通过简便的电沉积方法合成了一种不含粘合剂的Cu掺杂的ε-MnO 2 (CMO),并在近中性的ZnSO 4中实现了双电子Mn 4+ /Mn 2+氧化还原。电解液的工作电位窗口为 0.8-1.9 V。详细表征表明,Cu 和 Mn 之间的协同作用可以促进 Mn 4+和 Mn 3+进一步还原为可溶性 Mn 2+在 1.1 V 以下。与容量相比ε-MnO 2 (MO, 282.4 mAh g -1 ),主要涉及Mn 4+ /Mn 3+氧化还原电对,CMO正极在0.2 A g -1下表现出397.4 mAh g -1的改进比容量。此外,H +的快速反应动力学嵌入、Mn溶解和Mn沉积反应赋予CMO优异的倍率性能,在5 A g -1下实现了298.9 mAh g -1的高比容量。





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更新日期:2022-07-13
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