然而,V x o y阴极的商业应用仍然受到限制,主要是因为该材料是在其充电状态下合成的(即没有互插离子的来源:LI,Na,Zn和Mg)和毒性。为了解决以前的化学插入,已经研究了将离子源插入V x o宿主材料中,包括Li X-,Na X-,Zn X - 和Mg X -V Y O Z。[24–30]插量离子不仅充当层中的支柱,以防止结构变形,而且还增加了层中离子源的量。先前的评论论文全面报道了基于V X O Y的材料的特征,并总结了其作为在LIBS,NIBS,ZIB和MIBS中用作阴极的电化学性能。[12,13,25,26]然而,要详细了解储能机制是很有吸引力的,因为它们在充电和电荷过程中监测实时反应,因此详细了解储能机制是有吸引力的。在这里,“原位”是指“在现场或反应物内部”,而“ Operando”是指“在工作或操作条件下”,但是这些术语通常在文献中互换。更普遍地说,“原位/操作分析”用于描述实时电化学操作下的电化学分析。[31–34]
1 北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京 100871,中国 2 北京金羽能源科技有限公司,北京 100095,中国 * 电子邮件:xychuan@pku.edu.cn a 作者对这项工作的贡献相同 收到日期:2020 年 3 月 3 日/接受日期:2020 年 4 月 26 日/发布日期:2020 年 6 月 10 日 水系锌离子电池(ZIB)因其优异的安全性、成本效益和环境友好性而被公认为大规模储能最有希望的候选材料之一。然而,由于合适正极材料的可用性有限,ZIB 的应用受到阻碍。在本工作中,通过模板辅助热分解制备了多孔管状 MoS 2,其中以(NH 4 ) 2 MoS 4 为前驱体,以天然埃洛石为模板。作为一种有前途的锌离子电池正极材料,所制备的 MoS 2 在 0.2 A g -1 时表现出良好的比容量 146.2 mAh g -1 ,并且具有优异的循环性能,800 次循环后容量保持率为 74.0%。此外,所提出的 MoS 2 即使在 1 A g -1 时也表现出良好的倍率性能。这项工作为锌离子电池提供了一种有前途的正极材料,并为其未来在可再生能源存储中的应用开辟了新的可能性。关键词:MoS 2;热分解;埃洛石模板;正极;水系锌离子电池。1. 引言
3 宁波大学材料科学与化学工程学院,新型功能材料与制备科学国家重点实验室基地,浙江宁波 315211 4 池州市中纳材料科技有限公司,安徽省池州市高新技术产业园区永金大道西段 * 电子邮件:chuijing@nbu.edu.cn 收讫日期:2022 年 10 月 8 日/接受日期:2022 年 11 月 24 日/发布日期:2022 年 12 月 27 日 水系锌离子电池 (ZIB) 因其高安全性、低成本和卓越的倍率性能而被公认为新型储能系统。然而,大多数 ZIB 正极表现出较大的电化学极化,这通常是有害的并妨碍电池的稳定循环。在此,我们采用一种复合策略,通过涂覆高分子量有机层来调节 MnV 2 O 6 正极中的极化。 MnV 2 O 6 与高分子量聚苯胺的协同作用,加上电子电导率的提高,加速了锌的存储动力学,使电化学极化趋于狭窄,从而有效提高了水系锌离子电池的电化学性能。赝电容复合正极 MnV 2 O 6 @PANI 在 100 mA g -1 时的平均放电容量为 258.8 mA hg -1,在 1 A g -1 时仍表现出良好的倍率性能,几乎是未改性 MnV 2 O 6 的两倍。关键词:水系锌离子电池;极化;锰钒酸盐;聚苯胺。1.引言
和循环寿命。但是,LIB遭受了李金属的易燃性,毒性,成本和稀缺性的问题。[4,5]基于水溶液和地球丰富元素的充电电池被认为是当前LIB的更可持续的替代品。水性金属离子电池本质上是安全的,环保的,便宜的,并且能够在大型电流下运行。[6–8]水锌离子电池(ZIB)是一种类型,具有高理论能力(820 mAh g-1)和金属锌的低电化学潜力(-0.76 v Vs标准氢气触发),[9-13],但[9-13],但对于ZIB的高度稳定的摩托模具仍是ZIB的高度稳定性。普鲁士蓝色类似物(PBA)具有X M [Fe(Cn)6] Y·N H 2 O(0 PBA的容量可以达到120 mAh g-1 [14-17],并且由于存在两对氧化还原夫妻,并且稳定性非常出色,并且稳健的3D开放式框架结构允许插入各种碱离子离子而无需分解。 [18–20]但是,PBA仅为Zn 2 +阳离子(通常小于80 mAh g-1)提供相对较低的特性容量,而Zn 2 +的插入可以导致不受控制的相变和导致性能降级。 [9,21,22] Liu等。 首先提出了使用菱形Zn 3 [Fe(CN)6] 2(ZnHCF)阴极的ZiB,该阴极的容量低于65.4 mAh g -1,在100个周期后的能力保留76%。 [24] Mantia等。 [30]PBA的容量可以达到120 mAh g-1 [14-17],并且由于存在两对氧化还原夫妻,并且稳定性非常出色,并且稳健的3D开放式框架结构允许插入各种碱离子离子而无需分解。[18–20]但是,PBA仅为Zn 2 +阳离子(通常小于80 mAh g-1)提供相对较低的特性容量,而Zn 2 +的插入可以导致不受控制的相变和导致性能降级。[9,21,22] Liu等。首先提出了使用菱形Zn 3 [Fe(CN)6] 2(ZnHCF)阴极的ZiB,该阴极的容量低于65.4 mAh g -1,在100个周期后的能力保留76%。[24] Mantia等。[30][23]合成了一个立方结构PBA(CUHCF)用于Zn 2 +存储,该阴极完成了100个循环,其容量为56 mAh g-1。表明,CuHCF中的容量衰减可以归因于相位转变为第二相,而该相位在电脑上的活性较小。[25,26]为了减少Zn 2 +插入产生的相变影响,研究人员采用了低甚至零Zn 2 +浓度的电解质,以使NIHCF // Zn,[27] Cuhcf // Zn,[28],[28],[28]和NAFE-PB // Zn [29] [29] [29] hybrid-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion-ion。尽管如此,尽管这些阴极中的Zn 2 +的存储能力仍然很低,尽管通过增加扫描电压来改善周期寿命。