λ-MnO2作為水系堿性金屬離子電池正極材料的研究.pdf

1、水系電容電池作為一類(lèi)無(wú)污染、低成本和安全性高的儲(chǔ)能設(shè)備已經(jīng)吸引了人們的廣泛關(guān)注。λ-MnO2同 LiMn2O4一樣具有尖晶石結(jié)構(gòu)，同其它晶型結(jié)構(gòu)的二氧化錳相比，這種結(jié)構(gòu)的材料更有利于外界離子的嵌入與脫出。本文首先選出了制備λ-MnO2的最佳HNO3濃度，然后分別研究了λ-MnO2在不同鋰、鈉、鎂和鋅鹽中的電化學(xué)性能，最后比較了酸浸法和電化學(xué)法制備的λ-MnO2在MgCl2溶液中的電化學(xué)性能。
　　研究不同濃度HNO3制備的λ-Mn

2、O2在0.5 mol·dm-3 MgCl2中的電化學(xué)性能可知：0.8 mol·dm-3 HNO3下制備的λ-MnO2在MgCl2中的放電比容量高達(dá)311.2 mAh·g-1，具有最優(yōu)異的電化學(xué)性能。比較λ-MnO2在不同鋰、鈉、鎂和鋅鹽中的電化學(xué)性能可知：λ-MnO2在 Li2SO4、Na2SO4、MgCl2和ZnNO3中的電化學(xué)性能更優(yōu)異?？疾歃?MnO2在不同濃度Li2SO4、Na2SO4和 MgCl2中的電化學(xué)性能可知：就不同濃度

3、的Li2SO4而言，當(dāng)電流密度較小時(shí)，0.5 mol·dm-3 Li2SO4最有利于Li+在λ-MnO2中進(jìn)行嵌脫，而當(dāng)電流密度較大時(shí)，λ-MnO2在1 mol·dm-3 Li2SO4中的電化學(xué)性能最好；就不同濃度的Na2SO4而言，當(dāng)電流密度處于15~420 mA·g-1之間時(shí)，λ-MnO2在0.5 mol·dm-3 Na2SO4中的電化學(xué)性能最優(yōu)異，而當(dāng)電流密度處于420~1400 mA·g-1之間時(shí)，1 mol·dm-3 Na2S

4、O4則更有利于λ-MnO2中Na+的嵌脫；就不同濃度的MgCl2而言，當(dāng)電流密度處于15~420 mA·g-1時(shí)，λ-MnO2在0.5 mol·dm-3 MgCl2中具有更優(yōu)的倍率性能，其在15 mA·g-1下的放電比容量可達(dá)到313.2 mAh·g-1，為本實(shí)驗(yàn)中λ-MnO2所能達(dá)到的最大放電比容量，而當(dāng)電流密度較大時(shí)，λ-MnO2在1 mol·dm-3 MgCl2中具有最佳的循環(huán)性能和倍率性能。
　　考察λ-MnO2/AC電容

5、電池在1 mol·dm-3 Na2SO4中的電化學(xué)性能發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電流密度為15 mA·g-1時(shí)，電容電池的放電比容量可達(dá)到85.7 mAh·g-1；當(dāng)電流密度為420 mA·g-1時(shí)，經(jīng)多圈充放電后，放電容量還能達(dá)到28.5 mAh·g-1。研究λ-MnO2/AC電容電池在1 mol·dm-3 MgCl2中的電化學(xué)性能發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電流密度為15 mA·g-1時(shí)，電容電池的放電比容量可達(dá)到103.1 mAh·g-1；當(dāng)電流密度增大到1400 m