三維多孔MnOx@In2O3立方盒子的構(gòu)筑及儲(chǔ)鋅性能

編號(hào)：CYYJ02455

篇名：三維多孔MnOx@In2O3立方盒子的構(gòu)筑及儲(chǔ)鋅性能

作者：樊小勇 毋妍 孫瑞波 茍蕾 李東林

關(guān)鍵詞： 鋅離子電池 正極 錳基氧化物 三維多孔 三氧化二銦包覆

機(jī)構(gòu)： 長(zhǎng)安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 錳基氧化物作為鋅離子電池正極具有高比容量和低成本等優(yōu)點(diǎn),但在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中不可逆相變、錳的溶解和電極/電解質(zhì)界面不穩(wěn)定導(dǎo)致其在小電流密度、深度放電條件下的循環(huán)性能差.針對(duì)以上問(wèn)題,合成了三維(3D)多孔MnOx立方盒子,并在其表面包覆In2O3層,獲得3D多孔MnOx@In2O3立方盒子.結(jié)果顯示,MnOx@In2O3立方盒子具有大量孔徑約10 nm左右的孔,有利于H+和Zn2+的快速傳輸;In2O3包覆層均勻包覆于3D多孔MnOx立方盒子的孔壁上,有利于抑制MnOx在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中的不可逆相變和錳的溶解,穩(wěn)定電極/電解質(zhì)界面.電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,該3D多孔MnOx@In2O3電極在0.3 A/g的小電流密度、深度放電條件下能穩(wěn)定循環(huán)400次以上,容量保持260 m A·h/g;在1.8 A/g電流密度下可穩(wěn)定循環(huán)4000次以上,容量保持81m A·h/g;即使在高電流密度6.0 A/g下仍保持73.4 m A·h/g的高可逆容量.恒電流間隙滴定(GITT)和循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果表明,3D多孔MnOx@In2O3電極比3D多孔MnOx具有更高的離子擴(kuò)散速率,有利于提升其高倍率容量.電化學(xué)阻抗譜結(jié)果表明,3D多孔MnOx@In2O3電極具有比3D多孔MnOx更穩(wěn)定的電極/電解質(zhì)界面,有利于提升其循環(huán)壽命.2000次循環(huán)后的掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果表明,MnOx@In2O3電極表面仍分布少量In2O3,以確保電極/電解質(zhì)界面和循環(huán)的穩(wěn)定性.