Angew:ZnMn2O4量子点/碳复合结构实现高性能Zn离子电池
纳米技术 纳米 2022-01-06

氧化锰具有非常高的能量密度和较低的价格,能够作为具有前景的阴极材料,但是在氧化锰的放电过程中,由于Jahn-Teller效应和Mn3+歧化反应导致不可逆的结构转变、Mn2+溶解,因此导致Zn离子电池的循环稳定性发生衰减

有鉴于此,南开大学牛志强等报道发展了修饰ZnMn2O4量子点的多孔碳骨架,这种多孔碳骨架从Mn-MIL-100转化生成,因此合成了Mn3O4量子点/碳复合结构材料,随后通过电化学方法将Mn3O4进一步转化为ZnMn2O4

本文要点:

(1)

在这种复合结构材料中,ZnMn2O4量子点具有较小的Zn2+离子扩散距离,而且与Zn2+之间具有较高的活性,导电性碳网络结构有助于电子的快速传输

(2)

在ZnMn2O4量子点和碳复合结构的量子点-碳界面生成Mn-O-C化学键,这种化学键能够阻碍Jahn-Teller畸变效应、阻碍放电过程中导致的Mn溶解现象。因此通过ZnMn2O4@C构建的电池展示了显著改善的电化学性能。

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参考文献

Shenzhen Deng, Zhiwei Tie, Fang Yue, Hongmei Cao, Minjie Yao, and Zhiqiang Niu, Rational Design of ZnMn2O4 Quantum Dots in Carbon Framework for Durable Aqueous Zinc-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202115877

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202115877


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