A high-performance MnO2 cathode doped with group Ⅷ metal for aqueous Zn-ion batteries: In-situ X-Ray diffraction study on Zn2+ storage mechanism

电化学 阴极 材料科学 过渡金属 兴奋剂 透射电子显微镜 动力学 水溶液 电极 衍射 金属 相(物质) 化学工程 分析化学(期刊) 无机化学 化学 纳米技术 冶金 物理化学 光电子学 催化作用 色谱法 有机化学 工程类 物理 光学 量子力学
作者
Hong Li,Zhenxiong Huang,Bohong Chen,Yu Jiang,Chuanhua Li,Wei Xiao,Xuemin Yan
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:527: 231198-231198 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231198
摘要

MnO2-based cathodes for aqueous Zn-ion batteries (AZIBs) suffer from the sluggish kinetics of Zn2+ migration and chemical instability during cycling, severely impeding its practical application. The group Ⅷ metal (Fe, Co and Ni) doping in MnO2 is an intriguing idea to improve the electrochemical performance of MnO2-based electrodes for AZIBs due to its special electronic structure of d shell. According to density functional theory calculation results, the doping-element facilitates the increase in kinetics of Zn2+ migration and increase chemical stability during cycling. When tested in AZIBs, a Fe-doping MnO2 (FMO) electrode exhibits a superior cycling stability (a high specific capacity of 338.2 mAh g−1 at 1 A g−1 with a capacity retention of 86.3% after 200 cycles), as same as that of Co and Ni-doping MnO2 electrode. In combination of in-situ X-ray diffraction and ex-situ transmission electron microscope studies reveal that layered-FMO undergoes a structural transition to ZnxMnO2, Mn3O4 and ZnMn2O4, accompanying with the formation of ZnSO4(OH)6·5H2O during discharging process, while those phases revert back to the parent phase during the subsequent Zn extraction. This study might build a solid foundation for developing powerful cathode in AZIBs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李小飞完成签到,获得积分10
2秒前
Y神完成签到 ,获得积分10
2秒前
万跑跑完成签到 ,获得积分10
3秒前
song完成签到 ,获得积分10
3秒前
小莫发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
YoungRay发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
hht12211完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
hmv发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
小丸子完成签到,获得积分10
12秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
newnew发布了新的文献求助10
12秒前
大聪明发布了新的文献求助10
12秒前
星辰大海应助酒酒采纳,获得10
14秒前
斯文静竹发布了新的文献求助10
14秒前
俏皮的老城完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
大苦瓜发布了新的文献求助10
17秒前
玉米完成签到,获得积分10
17秒前
Lucas应助秀儿采纳,获得10
17秒前
18秒前
jella完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
YAN完成签到,获得积分10
20秒前
勤劳雨安发布了新的文献求助30
21秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Resilient Mindset 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 300
Upland Kenya wild flowers and ferns: a flora of the flowers, ferns, grasses, and sedges of highland Kenya 300
Disturbing the Quiet Life? Competition and CEO Incentives 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6655239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8408150
关于积分的说明 17978071
捐赠科研通 5852392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2972607
邀请新用户注册赠送积分活动 1948413
关于科研通互助平台的介绍 1869753