Disproportionation enabling reversible MnO2/Mn2+ transformation in a mild aqueous Zn-MnO2 hybrid battery

歧化 溶解 锰 水溶液 电化学 阴极 电池(电) 无机化学 化学 材料科学 电解质 电极 催化作用 物理化学 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Huizhen Lv,Yu Song,Zengming Qin,Mingyue Zhang,Duo Yang,Qing Pan,Zhihui Wang,Xinjian Mu,Jianming Meng,Xiaoqi Sun,Xiaoxia Liu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:430: 133064-133064 被引量:71
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.133064
摘要

The disproportionation of the Jahn-Teller (J-T) active manganese oxides (Mn3+) often leads to uncontrollable Mn2+ dissolution, which has been identified as one of the major causes of the performance degradation in conventional Zn-MnO2 batteries. Herein, we use the “unwanted” disproportionation of the Mn3+ cations to realize effective MnO2/Mn2+ transformation, achieving high specific capacity (550 mAh g−1) and good cycling stability (5000 cycles without capacity decay) in a Zn-MnO2 hybrid battery with mild aqueous electrolytes. Mechanism study shows that MnO2 is deposited on the cathode during charging, H+/Zn2+ insertion and disproportionation occur sequentially during discharging, leading to Mn2+ dissolution. The generated high-valence manganese oxides via disproportionation further experience reduction-disproportionation-dissolution, which proceeds repeatedly in the expanded discharge potential to 0 V vs. Zn2+/Zn, resulting in the complete dissolution of the cathodic materials. Our results provide the fundamental understanding on the controversial mechanisms of Zn-MnO2 batteries with mild aqueous electrolytes and highlight the effect of disproportionation in pushing the electrochemical performance of the promising Zn-MnO2 hybrid batteries.
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
FashionBoy的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
彭于晏的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
情怀的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
852的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
阳光奎发布了新的文献求助20
1秒前
英俊的铭的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
DW的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得30
2秒前
亚李发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
DW的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
研友_VZG7GZ的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
相信明天会更好完成签到,获得积分10
2秒前
搜集达人的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
Ziva的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
今后的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
快乐小夏发布了新的文献求助10
3秒前
随便完成签到 ,获得积分10
3秒前
思源的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
july完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
烟花的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得30
3秒前
斯文败类的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
大个的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
无极微光的应助被科研通管家采纳,获得20
4秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
durk壹完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
羿_liu完成签到,获得积分10
5秒前
rengar发布了新的文献求助10
6秒前
Zaqun完成签到,获得积分20
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7803332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9337421
关于积分的说明 20485971
捐赠科研通 7395283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327060
关于科研通互助平台的介绍 2474181
邀请新用户注册赠送积分活动 2345294