清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

The effect of copper doping in α-MnO2 as cathode material for aqueous Zinc-ion batteries

阴极 循环伏安法 电化学 扫描电子显微镜 介电谱 兴奋剂 材料科学 电解质 分析化学(期刊) 冶金 化学工程 电极 化学 复合材料 色谱法 物理化学 光电子学 工程类
作者
Rong Lan,Evangelos I. Gkanas,Ali Jawad Sahib Sahib,Agata Greszta,Rohit Bhagat,Alexander J. Roberts
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:992: 174528-174528 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2024.174528
摘要

Copper-doped Manganese Dioxide has been synthesised through a simple hydrothermal method at different doping levels. The synthesised materials have been characterized by X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) to determine composition, structure, and morphology. All the Cu doped MnO2 are found to be single phased. Their electrochemical properties as cathode for Zinc-ion batteries are studied by cyclic voltammetry (CV), galvano-static charge/discharge (GCD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), using 3 M ZnSO4 + 0.3 MnSO4 solution as electrolyte. 3.8% Cu doped MnO2 has shown the highest initial capacity of 379.5 mAh g−1 at 0.02 A·g−1, and 304.4 mA h g−1 at 0.5 A g−1, but experienced fast fading with a poor capacity retention of 56.8% after 100 cycles. 7.4% Cu doping gives lower capacity, while 5.9% doping shows a higher discharging capacity (320.0 mAh·g−1 at 0.02 A·g−1 and 269.3 mAh·g−1 at 0.5 A·g−1) and improved stability (85.8% capacity retention after 100 cycles), better than non-doped MnO2 electrode (284.4 mAh g−1 at 0.02 A g−1 and 252.1 mAh·g−1 at 0.5 A g−1, capacity retention 76.7%). The samples show satisfactory capacity and rate capability while the cycling stability is not ideal, which may relate to the needle like morphology and nanoscale particle size. CV tests revealed that the electrochemical process is mainly diffusion controlled. The zinc ion diffusion coefficient is tested to be in the range of 10-12 cm2·s-1 from both CV and EIS tests and showed the same trend in their electrochemical capacity. Doping of Copper in MnO2 reduced the polarization on electrode, improved the electrochemical reversibility, as evidenced by the reduction of the redox peak potential difference from 0.31 to 0.24 V at 1.1 mV·s−1, and from 0.45 V to 0.31 V at 5 mV·s−1. Whilst the cell resistance of non-doped MnO2 increased from 1.78 Ω to 7.39 Ω after cycling, the cell resistances of all Cu-doped cathodes reduced, indicating improved electronic conductivities after cycling. These results indicate that Cu-doping is effective to increase the conductivity of the materials, reduce the polarization during charge and discharge, and improve the cycling stability of MnO2 cathode.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
12秒前
12秒前
sheg完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
huiluowork完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
32秒前
大模型应助arniu2008采纳,获得10
37秒前
Bill发布了新的文献求助10
41秒前
小白完成签到 ,获得积分10
42秒前
46秒前
SciGPT应助arniu2008采纳,获得10
51秒前
54秒前
FashionBoy应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
天成浩子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
西瓜太郎君发布了新的文献求助150
1分钟前
卢珈馨发布了新的文献求助10
1分钟前
呆萌芙蓉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wanci应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
空儒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
清爽的人龙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
可爱的函函应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
炳灿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
如泣草芥完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
完美世界应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
迷茫的一代完成签到,获得积分10
1分钟前
TOUHOUU完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JamesPei应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
dablack完成签到,获得积分10
2分钟前
俊逸的香萱完成签到 ,获得积分10
2分钟前
美丽人生完成签到 ,获得积分10
2分钟前
领导范儿应助arniu2008采纳,获得10
2分钟前
hyd完成签到,获得积分10
2分钟前
hover完成签到,获得积分10
2分钟前
深情安青应助meeteryu采纳,获得20
2分钟前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7125344
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8776265
关于积分的说明 18553190
捐赠科研通 6703832
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3149851
关于科研通互助平台的介绍 2271277
邀请新用户注册赠送积分活动 2124333