ZIBs相应的电化学反应机制的思路
更新日期:2022-06-07     浏览次数:151
核心提示:2.1 正极材料锌离子电池(ZIBs)由于其低成本和本质上的高安全性,作为很有前途的下一代电能存储(EES)设备受到了广泛关注。确定合适的电极材料是构建高

2.1 正极材料

锌离子电池(ZIBs)由于其低成本和本质上的高安全性,作为很有前途的下一代电能存储(EES)设备受到了广泛关注。确定合适的电极材料是构建高性能ZIBs电池的关键。然而锌离子电池正极材料具有快速容量衰落或高毒性,同时不稳定的锌剥离/镀锌严重缩短了锌的循环寿命[8]。锰基材料和钒基材料被认为是锌离子电池中最常用的正极材料,尤其是锰氧化物。但是锰基的电极也存在一些问题,如循环能力弱,速率性能差,反应过程中Mn易溶解和相变等,阻碍了其发展应用。

利用锰基材料作为锌离子电池的正极,可以降低成本,提高安全性能,因此得到了广泛的研究。Tang等[9]采用原位静电纺丝法制备了含氮掺杂碳包覆氧化锰(MnO@N-C)复合纤维。即使在500 mA g-1和100.5 mA hg-1的第200次循环后,它也能提供176.3 mA hg-1的可逆容量。MnO@N-C具有良好的电化学性能,在水系锌离子电池中具有广泛的应用前景。Ding等[10]采用一种基于静电纺丝的碳纳米纤维珠状锰氧化物(MnOx-CNFs)的简便合成策略,可以有效提高电子/离子扩散动力学,提供良好的结构稳定性。MnOx-CNFs的这些优点在电化学性能指标中显而易见,具有长循环稳定性(2000次循环后容量保留90.6%,5000次循环后容量保留71%)和优良的速率性能(0.2Ag-1时304.9mAhg-1和5Ag-1时131.4mAhg-1)。本研究不仅为合成高性能锰基正极材料提供了一条简单的途径,而且拓宽了理解ZIBs相应的电化学反应机制的思路。