Elucidating the Reaction Mechanism of Mn2+ Electrolyte Additives in Aqueous Zinc Batteries

溶解 电解质 阴极 电化学 材料科学 水溶液 化学工程 无机化学 电极 化学 物理化学 工程类
作者
Zhao Li,Yi Li,Xiaochuan Ren,Yuanxin Zhao,Zhiguo Ren,Zeyin Yao,Wei Zhang,Hao Xu,Zhong Wang,Nian Zhang,Yueliang Gu,Xiaolong Li,Daming Zhu,Jianxin Zou
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (38) 被引量:20
标识
DOI:10.1002/smll.202301770
摘要

Aqueous zinc batteries (ZIBs) have attracted considerable attention in recent years because of their high safety and eco-friendly features. Numerous studies have shown that adding Mn2+ salts to ZnSO4 electrolytes enhanced overall energy densities and extended the cycling life of Zn/MnO2 batteries. It is commonly believed that Mn2+ additives in the electrolyte inhibit the dissolution of MnO2 cathode. To better understand the role of Mn2+ electrolyte additives, the ZIB using a Co3 O4 cathode instead of MnO2 in 0.3 m MnSO4 + 3 m ZnSO4 electrolyte is built to avoid interference from MnO2 cathode. As expected, the Zn/Co3 O4 battery exhibits electrochemical characteristics nearly identical to those of Zn/MnO2 batteries. Operando synchrotron X-ray diffraction (XRD), ex situ X-ray absorption spectroscopy (XAS), and electrochemical analyses are carried out to determine the reaction mechanism and pathway. This work demonstrates that the electrochemical reaction occurring at cathode involves a reversible Mn2+ /MnO2 deposition/dissolution process, while a chemical reaction of Zn2+ /Zn4 SO4 (OH)6 ∙5H2 O deposition/dissolution is involved during part of the charge/discharge cycle due to the change in the electrolyte environment. The reversible Zn2+ /Zn4 SO4 (OH)6 ∙5H2 O reaction contributes no capacity and lowers the diffusion kinetics of the Mn2+ /MnO2 reaction, which prevents the operation of ZIBs at high current densities.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
张哈完成签到 ,获得积分10
1秒前
思源应助哈基米采纳,获得10
3秒前
FCL完成签到,获得积分10
3秒前
hwa完成签到,获得积分10
4秒前
围城完成签到 ,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
darcy完成签到,获得积分10
9秒前
Joy完成签到,获得积分10
10秒前
CNYDNZB完成签到 ,获得积分10
11秒前
dmr完成签到,获得积分10
15秒前
善学以致用应助桃子采纳,获得10
17秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
19秒前
chenxilulu完成签到,获得积分10
22秒前
梦在远方完成签到 ,获得积分10
23秒前
孙文杰完成签到 ,获得积分10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
小路完成签到,获得积分10
26秒前
nusiew完成签到,获得积分10
29秒前
Skywalk满天星完成签到,获得积分10
30秒前
32秒前
32秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
35秒前
Beyond发布了新的文献求助10
35秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
36秒前
zxnzsz发布了新的文献求助10
36秒前
陈无敌完成签到,获得积分10
36秒前
小曲同学完成签到,获得积分10
36秒前
愤怒的小甜瓜完成签到,获得积分10
38秒前
lili完成签到,获得积分10
38秒前
bill完成签到,获得积分10
39秒前
dong完成签到 ,获得积分10
41秒前
41秒前
桃子完成签到,获得积分10
41秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
43秒前
巴达天使完成签到,获得积分10
46秒前
迅速思萱完成签到,获得积分0
47秒前
woods发布了新的文献求助10
47秒前
mzrrong完成签到 ,获得积分10
49秒前
高分求助中
(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
Treatise on Geochemistry (Third edition) 1600
Разработка технологических основ обеспечения качества сборки высокоточных узлов газотурбинных двигателей,2000 1000
Proposals That Work: A Guide for Planning Dissertations and Grant Proposals 888
The Bloomsbury companion to the philosophy of sport 500
A Brief Primer on the Concept of the Neuroweapon for U.S. Military Medical Personnel 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4707242
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4073173
关于积分的说明 12593359
捐赠科研通 3774520
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2085181
邀请新用户注册赠送积分活动 1112203
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 989989