AM：基于晶型调谐的超高负荷锰基水基电池电极

Nanoyu

2023-05-07

利用Mn²⁺/MnO₂氧化还原反应的锰基水系电池由于其高理论比容量、高功率容量、低成本和水基电解质的本质安全性，是电网规模储能的有前途的选择。然而，此类系统的应用受到沉积MnO₂的绝缘性质的阻碍，导致充电/放电循环期间的低归一化面积负载(0.005~0.05 mAh cm^-2)。

在这项工作中，斯坦福大学崔屹教授研究了各种MnO₂多晶型物在Mn²⁺/MnO₂氧化还原反应中的电化学性能，并确定具有低电导率的ε-MnO₂是普通酸性水性电解质中的主要电化学沉积相。

文章要点

1）研究发现，升高温度可以将沉积相从具有低电导率的ε-MnO₂改变为电导率增加两个数量级的γ-MnO₂。

2）研究人员证明了高导电性γ-MnO₂可以有效地用于超高面积负载电极，并实现了33 mAh cm^-2的归一化面积负载。在50℃的温和温度下，电池以20 mAh cm^-2的超高面负载（比之前的研究高1-2个数量级）循环超过200次循环，容量损失仅为13%。

参考文献

Xin Xiao, et al, Ultrahigh-loading Manganese-based Electrode for Aqueous Battery via Polymorph Tuning, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202211555

https://doi.org/10.1002/adma.202211555