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纳米颗粒 ZnMn2O4/石墨烯复合阴极使水系 Zn-Ion 电池的可逆容量增加了一倍

Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2024-08-09 , DOI: 10.1002/adfm.202405551
Yuto Katsuyama 1, 2 , Chie Ooka 1 , Ruijie Zhu 3 , Reona Iimura 1 , Masaki Matsui 3 , Richard B. Kaner 2 , Itaru Honma 1 , Hiroaki Kobayashi 1, 3
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锌离子电池 (ZIB) 因其低成本、高能量/功率密度、高安全性、对环境的良性影响等优点,是很有前途的电网规模储能设备。在各种正极材料中,ZnMn2O4 尖晶石因其与 Mn 离子的双电子氧化还原反应 (2+/4+) 相关的高理论容量 (448 mAh g-1)、比 V2O5 基阴极 (≈1.0 V) 更高的电压 (≈1.4 V vs Zn/Zn2+) 而备受关注,并且在锰基阴极中具有更好的可循环性。然而,到目前为止,只有 Mn 离子的单电子反应与 ZnMn2O4 尖晶石 (≈224 mAh g-1) 一起使用,这损害了其吸引人的特性。在本研究中,通过快速室温醇还原工艺合成与石墨烯 (US-ZMO/G) 复合的超小 ZnMn2O4 尖晶石纳米颗粒 (≈5 nm) 成功实现了双电子反应,在第二个循环中实现了 445 mAh g-1 的可逆容量。据了解,US-ZMO/G 复合材料在 ZIB 的阴极中实现了最高的重量能量/功率密度。高容量和高电压的结合使出色的能量密度接近锂离子电池。




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更新日期:2024-08-09
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