水热法制备铝掺杂二氧化锰及其储锌性能的研究

• 作者: 刘影 孙学勤 尤东江 康利涛 朱建辉 李雪渊 王变 田柱 肖岩 高峰
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 工学
• 关键词: Al掺杂 二氧化锰 循环稳定性 锌锰电池 水热法
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 651-658
• 页数: 8页
• 分类号: TM911
• 字数: 4635字
• 语种: 中文

摘要

可充电水系锌锰电池成本低、环保无毒、安全性好,在大规模储能领域具有广阔应用前景.然而,该电池中不仅存在MnO2正极导电率低、结构稳定性差等问题,而且存在负极锌枝晶生长与析氢腐蚀问题,这严重制约了电池循环稳定性的提升.本文采用水热法制备了Al掺杂二氧化锰作为锌锰电池的高稳定性正极材料,并通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)详细讨论了Al掺杂对MnO2物相、形貌、含水量与电化学性能的影响.研究表明,Al掺杂不仅使样品由微米级β-MnO2转变为纳米级α-MnO2,还使产物中结晶水含量增加.作为锌锰电池正极材料,所制备的Al掺杂MnO2在1 A·g-1高电流密度下500次循环后剩余容量高达150.1 mAh·g-1,循环稳定性远优于未掺杂的MnO2样品(500次循环后容量为97.8 mAh·g-1).本研究对高性能锌锰电池的开发具有一定启示意义.