Unveiling the Energy Storage Mechanism of MnO2 Polymorphs for Zinc‐Manganese Dioxide Batteries

材料科学 储能 机制(生物学) 化学工程 无机化学 冶金 化学 量子力学 认识论 物理 工程类 哲学 功率(物理)
作者
Qingyong Zhang,Jun Zhao,Xiuyuan Chen,Ruijie Yang,Ting Ying,Chong Cheng,Bilu Liu,Jun Fan,Shuang Li,Zhiyuan Zeng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (30) 被引量:67
标识
DOI:10.1002/adfm.202306652
摘要

Abstract The energy storage mechanism of MnO 2 in aqueous zinc ion batteries (ZIBs) is investigated using four types of MnO 2 with crystal phases corresponding to α‐, β‐, γ‐, and δ‐MnO 2 . Experimental and theoretical calculation results reveal that all MnO 2 follow the H + and Zn 2+ co‐intercalation mechanism during discharge, with ZnMn 2 O 4 , MnOOH, and Zn 4 (SO 4 )(OH) 6 ·4H 2 O being the main products. ZnMn 2 O 4 is formed from Zn 2+ intercalation, while MnOOH and Zn 4 (SO 4 )(OH) 6 ·4H 2 O are formed from H + intercalation. Charging generates MnO 2 through the extraction of Zn 2+ and H + from ZnMn 2 O 4 and MnOOH, indicating reversible reactions. The study also reveals that H + intercalation exhibits better kinetics than Zn 2+ intercalation due to its higher diffusion ability and easier charge transfer. The crystal structures and diffusion energy barriers differences are responsible for the differences of H + and Zn 2+ diffusion in MnO 2 , with the layered δ phase exhibiting the lowest diffusion energy barrier and highest apparent diffusion coefficient, while the α phase exhibits the highest diffusion energy barrier and lowest apparent diffusion coefficient. These findings highlight the importance of crystal phases in determining the diffusion ability and energy storage of MnO 2 , which can inform strategies for design of multiphase MnO 2 cathodes for high‐performance ZIBs.
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
刚刚
青qing完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Ande发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
小小白完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
李健应助路咕咕嗼采纳,获得10
3秒前
3秒前
慕青应助Amorfati采纳,获得10
3秒前
3秒前
阿巴发布了新的文献求助10
4秒前
Khan发布了新的文献求助10
4秒前
甜橙汁发布了新的文献求助10
5秒前
xiaolizi应助ljw采纳,获得30
5秒前
鱼小小完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
yu完成签到,获得积分20
6秒前
大模型应助Nikita采纳,获得10
6秒前
TUOKAD完成签到,获得积分10
6秒前
爆米花应助KY采纳,获得10
6秒前
SC30发布了新的文献求助10
6秒前
9668发布了新的文献求助10
6秒前
郑关胜发布了新的文献求助10
7秒前
认真的可冥完成签到,获得积分10
7秒前
李爱国应助团子呀采纳,获得10
7秒前
8秒前
Ande完成签到,获得积分10
8秒前
john2333发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
hhh关闭了hhh文献求助
9秒前
10秒前
spark发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
结实蜡烛发布了新的文献求助10
11秒前
tonyhuang完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Scientific Writing and Communication: Papers, Proposals, and Presentations 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6370318
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8184259
关于积分的说明 17266518
捐赠科研通 5424904
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2870073
邀请新用户注册赠送积分活动 1847081
关于科研通互助平台的介绍 1693826