Direct Proof of the Reversible Dissolution/Deposition of Mn2+/Mn4+ for Mild‐Acid Zn‐MnO2 Batteries with Porous Carbon Interlayers

溶解 电化学 阴极 电解质 水溶液 材料科学 化学工程 无机化学 碳纤维 电极 化学 物理化学 复合数 复合材料 工程类
作者
Hyeonseok Moon,Kwang‐Ho Ha,Yuwon Park,Jung‐Ho Lee,Mi‐Sook Kwon,Jungwoo Lim,Min‐Ho Lee,Dong‐Hyun Kim,Jin Hyeok Choi,Jeong‐Hee Choi,Kyu Tae Lee
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:8 (6) 被引量:106
标识
DOI:10.1002/advs.202003714
摘要

Abstract Mild‐acid Zn‐MnO 2 batteries have been considered a promising alternative to Li‐ion batteries for large scale energy storage systems because of their high safety. There have been remarkable improvements in the electrochemical performance of Zn‐MnO 2 batteries, although the reaction mechanism of the MnO 2 cathode is not fully understood and still remains controversial. Herein, the reversible dissolution/deposition (Mn 2+ /Mn 4+ ) mechanism of the MnO 2 cathode through a 2e − reaction is directly evidenced using solution‐based analyses, including electron spin resonance spectroscopy and the designed electrochemical experiments. Solid MnO 2 (Mn 4+ ) is reduced into Mn 2+ (aq) dissolved in the electrolyte during discharge. Mn 2+ ions are then deposited on the cathode surface in the form of the mixture of the poorly crystalline Zn‐containing MnO 2 compounds through two‐step reactions during charge. Moreover, the failure mechanism of mild‐acid Zn‐MnO 2 batteries is elucidated in terms of the loss of electrochemically active Mn 2+ . In this regard, a porous carbon interlayer is introduced to entrap the dissolved Mn 2+ ions. The carbon interlayer suppresses the loss of Mn 2+ during cycling, resulting in the excellent electrochemical performance of pouch‐type Zn‐MnO 2 cells, such as negligible capacity fading over 100 cycles. These findings provide fundamental insights into strategies to improve the electrochemical performance of aqueous Zn‐MnO 2 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
科研通AI5应助abys采纳,获得10
1秒前
望乐思完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
科研通AI5应助张龙雨采纳,获得10
1秒前
2秒前
帅气犀牛发布了新的文献求助10
2秒前
yoyo发布了新的文献求助10
2秒前
tanglu完成签到,获得积分10
4秒前
赘婿应助xnbb采纳,获得10
5秒前
爱money的傲之完成签到,获得积分10
6秒前
张美超发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
youchgg完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
充电宝应助丘奇采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
毛毛发布了新的文献求助10
11秒前
wxiao发布了新的文献求助10
12秒前
小洛发布了新的文献求助10
12秒前
xinxinbaby发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
abys发布了新的文献求助10
15秒前
libiqing77完成签到,获得积分10
16秒前
Owen应助jia采纳,获得10
17秒前
Oct完成签到,获得积分10
17秒前
JamesPei应助xinxinbaby采纳,获得10
18秒前
elizabeth339发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
平常的毛豆应助微微采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
张龙雨发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 1500
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 800
Learning to Listen, Listening to Learn 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3867412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3409750
关于积分的说明 10664834
捐赠科研通 3133968
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1728716
邀请新用户注册赠送积分活动 833058
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 780550