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東大孫筱琪AFM：11000次長壽命的氧化錳正極材料

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東大孫筱琪AFM：11000次長壽命的氧化錳正極材料
氧化錳是可充水系鋅電池的一種很有前景的正極材料。然而，其循環穩定性受到Mn溶解的嚴重限制。
東北大學孫筱琪等報道了一種用于氧化錳的帶負電多孔碳主體，以確保穩定的循環。
東大孫筱琪AFM：11000次長壽命的氧化錳正極材料 圖1 MnO/MZ復合材料的制備及表征
該材料源自具有Zn和Mn中心的金屬-有機骨架。有機配體在煅燒時轉化為多孔碳，Zn蒸發以產生帶負電荷的表面。碳確保了輕松的電子傳輸，多孔結構提供了豐富的反應位點。
更重要的是，帶負電的表面通過靜電相互作用可吸引電解液中溶解的Mn2+陽離子。正如機理研究所證明的那樣，從氧化錳中溶解的Mn2+可逆地沉積回正極，并且活性物質被保留用于能量存儲。
東大孫筱琪AFM：11000次長壽命的氧化錳正極材料
圖2 采用MnO/MZ正極的水系鋅電池性能
結果，在不含Mn2+添加劑的3 m ZnSO4電解液中，復合正極在2 A g-1下實現了超過11000次循環的超長壽命。
此外，它還在0.1 A g-1時實現了275 mAh g-1的高容量（基于復合材料的總質量）。這項工作提出了一種有效的策略來實現水系鋅電池中氧化錳正極材料的穩定循環。
東大孫筱琪AFM：11000次長壽命的氧化錳正極材料
圖3 穩定循環期間電極和電解液的表征
A Long-Life Manganese Oxide Cathode Material for Aqueous Zinc Batteries with a Negatively Charged Porous Host to Promote the Back-Deposition of Dissolved Mn2+. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202106994

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