ACS Nano:V2CTX MXene上原位生长MnO2纳米片用于高性能水系锌离子电池

纳米技术 锌离子电池技术
纳米疯    2021-01-28    1261

锰基水系锌离子电池(ZIBs)具有制造简单、成本低、安全性高等优点,在大规模可充电储能技术方面具有广阔的应用前景。然而,锰基正极材料存在倍率低、循环性能差等问题,阻碍了ZIBs商业化进程。

近日,复旦大学叶明新教授,沈剑锋教授报道了采用金属−阳离子插层和原位生长的方法,精心设计和合成了一种锰−钒杂化材料,K-V2C@MnO2正极,其中MnO2纳米片生长在V2CTX MXene的表面和层间。

文章要点

1首先通过K+离子的碱化和插层,V2CTX的表面和夹层更有利于MnO2纳米片的原位生长;其次,高电导率层状V2CTX基底不仅可以作为有效电子传输的连续通道,而且可以在很大程度上阻止MnO2的体积膨胀/收缩,从而减缓MnO2在重复循环中的不可逆结构溶解和副反应;第三,均匀生长的MnO2纳米片为电解液提供了足够的活性中心,并增加了促进电化学利用和动力学的电沉积面积。此外,K-V2C@MnO2可以增强电沉积Mn2+的协同反应,抑制MnO2对结构的破坏,从而提供了额外的容量。

2得益于上述协同效应,K-V2C@MnO2正极表现出优异的倍率性能、高容量和循环稳定性。具体地说,在0.3 A g−1电流密度下具有408.1 mAh g−1的高比容量,在长达10000个循环的长期循环中,10 A g−1的高电流密度下可以保持119.2 mAh g−1的比容量。其性能优于几乎所有已报道的水系ZIBs的锰基正极。

这种具有优异的电化学性能的锰基正极材料为设计高性能ZIBs正极材料提供了一种途径。

 

参考文献

Xiaodong Zhu, et al, Superior-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries Based on the In Situ Growth of MnO2 Nanosheets on V2CTX MXene, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c09205

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c09205


本文为专栏作者授权科易网发表,版权归原作者所有。文章系作者个人观点,不代表科易网立场,转载请联系原作者。如有任何疑问,请联系ky@1633.com。
热门观点