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Interface regulated MnO2/Mn2+ redox chemistry in aqueous Zn ion batteries

溶解 氧化还原 电化学 阴极 水溶液 化学 无机化学 化学工程 沉积(地质) 离子 电极 物理化学 有机化学 古生物学 工程类 生物 沉积物
作者
Haoyu Li,Huan Yao,Xinyi Sun,Chuanchao Sheng,Wei Zhao,Jianghua Wu,Shiyong Chu,Zhaoguo Liu,Shaohua Guo,Haoshen Zhou
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:446: 137205-137205 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137205
摘要

Due to the rapid development of energy storage systems from the goal of carbon neutrality, rechargeable aqueous Zn-MnO2 batteries have attracted growing attention. While the controversy surrounding various mechanisms, such as Zn2+ insertion, Zn2+/H+ co-insertion and Mn dissolution/deposition, leads to limitation of MnO2 cathodes, especially for the β-MnO2. Though showing promising performance in recent works, the reaction process and influence factors of β-MnO2 cathodes are still under debate. In this work, a complete MnO2/Mn2+ redox chemistry is proposed to explain the abnormal electrochemical behaviors of β-MnO2 cathodes, which indicates the reversible dissolution/deposition of layered manganese oxides appears after the initial MnO2 dissolution reaction. The revealed effects of interfacial environment in regulating the electrochemical reactions also provide a new perspective for studying the working mechanism of aqueous Zn-MnO2 batteries. Besides, the high specific capacity shown in the MnO2/Mn2+ redox chemistry also contributes to designing high-performance cathodes for AZIBs.
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