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中山大学卢锡洪和刘晓庆团队|柔性锌离子电池锰基氧化物正极现状与展望

已有 2462 次阅读 2021-3-2 16:06 |系统分类:科研笔记

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【研究背景】


二次水系锌离子电池(ZIBs)具有安全性好、容量高、成本低、易组装、环境友好和锌资源丰富等优势,是极具潜力的下一代储能装置。近年来,随着可穿戴式/可植入式电子设备的市场需求不断增加,人们对高性能柔性ZIBs研发产生了广泛的研究兴趣。但是,柔性ZIBs的开发还面临着一系列科学和技术难题,尤其是正极材料容量低和寿命差的问题,严重限制了其进一步发展。本文总结了近年来应用于柔性ZIBs的各种锰基氧化物的研究进展及其改性策略,指出了该领域目前面临的挑战和未来的发展方向



【全文速览】


中山大学卢锡洪和刘晓庆老师团队从锰基氧化物正极的分类、储能机理和改性策略等方面概述了其在柔性锌离子电池中的研究进展,并在此基础上提出了该领域面临的科学挑战和机遇。


【内容概述】


本文首先介绍了柔性ZIBs的发展历程,小结了锰基氧化物正极的三种充放电机理:(1)Zn2+嵌入/脱出;(2)H+/ Zn2+共嵌入/脱出;(3)电极材料的化学转化反应。作者还从晶体结构出发,分析比较了隧道结构、层状结构、尖晶石结构和其它结构锰基氧化物的储锌特点和性能差异。在众多锰基氧化物中,重点概述了MnO2和ZnMn2O4这两类最常见柔性ZIBs正极材料的研究现状,在列举、分析经典工作案例的基础上,系统全面地阐明了晶体结构、纳米结构、表界面改性及缺陷设计等因素对其电化学储锌能力以及柔性ZIBs整体性能的影响。最后,从电极材料和电解液研发、机理研究、标准化测试及工业化生产等方面对柔性ZIBs发展面临的关键科学问题和未来机遇进行了展望。本综述对高性能柔性ZIBs正极材料的研发具有一定的指导意义。


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相关论文信息

论文原文在线发表于Carbon Energy,点击“阅读原文”查看论文

论文标题:

Flexible Zn-ion batteries based on manganese oxides:

Progress and prospect

论文网址:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.63

DOI:https://doi.org/10.1002/cey2.63




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