Molecular engineering of Mn-based cathode for enhanced intrinsic conductivity towards high mass-loading aqueous zinc-ion batteries

电负性 阴极 电化学 水溶液 电导率 材料科学 化学工程 离子 动力学 无机化学 化学 电极 物理化学 冶金 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Shenzhen Deng,Bingang Xu,Xinlong Liu,Chi Wai Kan,Tiandi Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:475: 146098-146098 被引量:51
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.146098
摘要

Manganese dioxide (MnO2) is a promising cathode for aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) because of its low cost, high energy density and environmental friendliness. However, the intrinsic poor electrical conductivity and sluggish reaction kinetics lead to inferior rate capability, especially under high mass loading, which hinders its commercialization. Herein, we report a molecular engineering strategy that can enhance the intrinsic electrical/ionic conductivity of MnO2 and accelerate reaction kinetics. Electrochemical analysis reveals that boron-modified MnO2 (B-MnO2) delivers improved reaction kinetics since the tailored boron atoms with lower electronegativity can abate the strong electrostatic interactions between the cations and cathode. Theoretical calculations demonstrate that B-MnO2 possesses a smaller bandgap than MnO2, which can enhance its electrical conductivity. As a result, the developed Zn/B-MnO2 batteries display a high specific capacity (325.3 mAh/g at 200 mA g−1) and remarkable rate capability (99.4 mAh/g at 10 A/g). More importantly, at high mass loadings of 25 and 30 mg cm−2, the B-MnO2 cathodes can still deliver high specific capacity of 197.2 and 176.5 mAh/g, respectively. This work will pave a way toward the commercial applications of Mn-based cathodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
大模型应助小孙同学采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
丘比特应助烂漫过客采纳,获得10
5秒前
5秒前
Huang发布了新的文献求助10
6秒前
lidialon完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
wanci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
Jackylee应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
xing_xing应助科研通管家采纳,获得20
11秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
xing_xing应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.2应助烂漫笑晴采纳,获得10
13秒前
14秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
17秒前
勤劳发布了新的文献求助10
17秒前
万能图书馆应助十三采纳,获得10
18秒前
小孙同学发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
stupid发布了新的文献求助10
21秒前
小敏爱吃鱼完成签到,获得积分10
21秒前
answer发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
张欢馨应助悦耳的初之采纳,获得10
22秒前
天天快乐应助务实采纳,获得10
23秒前
三横一竖发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
张悦林发布了新的文献求助10
24秒前
yatou327完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7569913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9149971
关于积分的说明 19568753
捐赠科研通 7155582
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3263765
关于科研通互助平台的介绍 2429254
邀请新用户注册赠送积分活动 2253806