MnO2/Mn2+ chemistry: Charging protocol and electrolyte regulation

电解质 法拉第效率 歧化 阴极 甲磺酸 材料科学 阳极 化学工程 溶解 扫描电子显微镜 电化学 过电位 无机化学 电极 化学 催化作用 复合材料 物理化学 有机化学 工程类
作者
Huan Wang,Tongshuai Wang,Graham Stevenson,Mylad Chamoun,Rakel Wreland Lindström
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:63: 103008-103008 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103008
摘要

Aqueous rechargeable Zn-MnO2 batteries based on the dissolution/deposition mechanism of MnO2/Mn2+ are gaining increasing attention due to their high capacity and structural simplicity. One of the major concerns is the Mn2+/Mn3+ side reaction, which hampers the coulombic efficiency (CE) due to Mn3+(aq) disproportionation. However, factors affecting Mn3+ formation have not been systematically investigated. In this study, we utilized in situ optical microscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the formation of Mn3+ by observing its disproportionation product: the randomly deposited MnO2. We found that an excessively high charging voltage and a low electrolyte pH (pH<4.2) were shown to adversely accelerate Mn3+ formation. Most reports on the Mn2+/MnO2 cathode indicate a coulombic efficiency of only 80 % on carbon felt (thickness: 2.5 mm) at 2 mAh/cm2 due to the inherently low electrical conductivity of MnO2. Here with the optimized charging protocol and the utilization of the anode-friendly, methanesulfonic acid (MSA)-containing electrolyte, we achieved a CE of nearly 100 % for up to 200 cycles at 2 mAh/cm2. This work gives guidelines on the electrolyte design and charging protocol optimization towards high-performance MnO2/Mn2+ cathodes.
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
丘比特的应助被新新采纳,获得10
1秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
2秒前
优秀夏真完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
kero发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
yuanjingnan发布了新的文献求助10
4秒前
xinxinhu完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
qgyj完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
5秒前
五号搬砖的应助被踏实的雪枫采纳,获得10
5秒前
楠小楠发布了新的文献求助10
5秒前
tang发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
哈哈完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2的应助被YAYA采纳,获得10
7秒前
koutianle发布了新的文献求助10
7秒前
探索小新发布了新的文献求助10
8秒前
秋风的应助被QUEEN采纳,获得20
9秒前
领导范儿的应助被huazhangchina采纳,获得10
9秒前
xpylyp完成签到,获得积分10
9秒前
123发布了新的文献求助10
10秒前
希望天下0贩的0的应助被Flynn采纳,获得10
10秒前
Morgan发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
scuff发布了新的文献求助10
13秒前
dxf发布了新的文献求助10
13秒前
罗裕康完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
17秒前
yuanjingnan完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
平常不惜完成签到,获得积分10
18秒前
大方的灰狼给大方的灰狼的求助进行了留言
18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
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8065254
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9487875
关于积分的说明 21344549
捐赠科研通 7633365
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397459
关于科研通互助平台的介绍 2527531
邀请新用户注册赠送积分活动 2435444