Novel Alkaline Zn/Na0.44MnO2 Dual-Ion Battery with a High Capacity and Long Cycle Lifespan

材料科学 电解质 电池(电) 离子 电极 碱性电池 无机化学 化学工程 化学 有机化学 热力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理)
作者
Tianci Yuan,Jiexin Zhang,Xiangjun Pu,Zhongxue Chen,Chunyan Tang,Xinhe Zhang,Xinping Ai,Yunhui Huang,Hanxi Yang,Yuliang Cao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:10 (40): 34108-34115 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acsami.8b08297
摘要

A rechargeable aqueous Zn/Mn battery is a promising device for large-scale energy storage because of its abundant resources, low cost, and high safety. However, its application is plagued by a poor life cycle because of the electrochemical instability of MnO2 in aqueous electrolytes. Here, an alkaline Zn–Na0.44MnO2 dual-ion battery (denoted AZMDIB) is developed for the first time using Na0.44MnO2 as the cathode, a zinc metal sheet as the anode, and a 6 M NaOH aqueous solution as the electrolyte. When the discharge cutoff voltage is lowered to 0.3 V (vs Zn/Zn2+), the Na0.44MnO2 cathode delivers a high capacity of 345.5 mA h g–1 but with a poor cycling performance. The charge–discharge mechanism and structural evolution of the Na0.44MnO2 cathode in an extended potential window (1.95–0.3 V) are also explored. The Na0.44MnO2 electrode experiences two different electrochemical processes: Na+ ions insert/extract reversibly in the potential range of 1.95–1.1 V, and a phase transition occurs from Na0.559MnO2 to Mn(OH)2 below 1.1 V. The latter irreversible reaction is probably due to proton insertion, leading to a severe capacity fade. Nevertheless, in a narrower voltage range (2.0–1.1 V), the AZMDIB full cell exhibits a high reversible capacity (80.2 mA h g–1 at 0.5 C), high rate capability (32 mA h g–1 at 50 C), and excellent cycling stability (73% capacity retention over 1000 cycles at 10 C). Benefiting from the merits of environmental friendliness, cost-effectiveness, and high electrochemical performance, the rechargeable AZMDIB is a promising contender for grid-scale energy storage applications.
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
刚刚
金金段发布了新的文献求助10
1秒前
雪白十三完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
jinxli完成签到 ,获得积分10
4秒前
Lucas应助拂晓神剑采纳,获得10
5秒前
5秒前
chen发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助稳重翅膀采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
情怀应助20001019采纳,获得10
7秒前
NNi完成签到,获得积分10
8秒前
shuo完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助oo采纳,获得10
10秒前
Flori完成签到 ,获得积分10
10秒前
高大的易蓉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
酒啊后付款时间啊完成签到,获得积分10
11秒前
jenny完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
打打应助无风风采纳,获得10
12秒前
qian发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
金金段完成签到,获得积分10
12秒前
fan完成签到,获得积分10
13秒前
20001019发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
宝蓝调调发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
思源应助youhui采纳,获得10
17秒前
19秒前
大麦迪发布了新的文献求助10
20秒前
Nature发布了新的文献求助10
20秒前
弄香完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
qilifei发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 6453732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8264898
关于积分的说明 17614116
捐赠科研通 5518998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904474
邀请新用户注册赠送积分活动 1881201
关于科研通互助平台的介绍 1723727