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水系可充电锌/二氧化锰电池因其成本低廉、能量密度高而引起了广泛关注.然而,缓慢的反应动力学和MnO2阴极的歧化反应以及不可逆的相变现象对其发展造成了严重阻碍.在此,我们选用了Mo掺杂α-MnO2 (MoMnO2)作为阴极材料,通过铵根离子插层机制所形成的N-H…O强键合作用来稳定Mo-MnO2的2×2隧道结构,并且有效抑制了Mn3+溶解,在质子插入/脱出过程中不会引起晶格的畸变,进一步提高了其循环稳定性.获得的Mo-MnO2正极在100 mA g-1时表现出265.2 mA h g-1的高比容量和364.3 W h kg-1的能量密度.在2.0 A g-1下1000次循环后,容量保持率达95.2%.这项工作有助于深入了解非金属阳离子在电极主体材料间的键合作用,为设计具有高能量密度和长期循环能力的水系锌离子电池提供了新思路. 相似文献
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随着全球的环境恶化日益加剧,如何提高可再生能源的利用效率逐渐受到人们的关注。其中,水系锌离子电池相比锂离子电池及其他离子电池,在安全性和低成本等方面表现较为出色而成为当前研究热点。然而,水系锌离子电池面临着阴极材料的性能衰减、锌阳极的枝晶、副反应以及电解液消耗等问题,导致循环稳定性低,使其应用受到极大的限制。目前,针对水系锌离子电池循环稳定性低的优化策略方面还没有得到系统的总结和归纳。本文针对循环稳定性的优化这一问题,从阴极的空位、掺杂、包覆、复合和阳极的3D结构、表面改性、无锌金属设计还有电解液的离子诱导、去溶剂化结合水、原位固体电解质界面(SEI)以及隔膜和集流体的材料设计等角度,分别对水系锌离子电池阴极材料、锌阳极和电解液等方面进行了系统性的总结。并且,本文还提出了相关优化策略仍需探究的机制、适用材料体系等问题,最后对未来的研究方向做出展望。 相似文献
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以四水合乙酸镍为原料、硫代乙酰胺为沉淀剂和硫源,采用一步溶剂热法合成了介孔富有的多孔NiS中空亚微球。并采用XRD、FESEM、EDS、TEM、HRTEM、SAED、XPS和氮气吸脱附测试以及循环伏安(CV)、恒流充放电、交流阻抗等进行了材料表征和电化学性能测试。研究结果表明,所合成的NiS为介孔富有的多孔中空亚微球结构,且其尺寸大小较为均匀,壳层较薄。这种独特的多孔中空结构使得其作为超级电容器电池型正极材料时表现出优异的电化学性能:3 A·g~(-1)电流密度下的比容量值为155.4mA·h·g~(-1),20 A·g~(-1)电流密度下的比容量值仍然保持在92.9 mA·h·g~(-1),倍率容量保持率为59.8%,且在5 A·g~(-1)电流密度下5 000次循环后比容量仍可达115.3 mA·h·g~(-1),初始容量保持率为85.0%。 相似文献
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