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:8
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
魏源发布了新的文献求助10
刚刚
ovoclive完成签到,获得积分10
1秒前
缥缈冷安完成签到,获得积分10
2秒前
SciGPT应助魏源采纳,获得10
6秒前
暴躁小龙完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
大模型应助勤奋梨愁采纳,获得10
7秒前
zwk完成签到,获得积分10
8秒前
Meidina完成签到,获得积分10
8秒前
微醺小王完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
David发布了新的文献求助20
12秒前
gan完成签到,获得积分10
12秒前
Jasper应助nini采纳,获得10
12秒前
暴躁小龙发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
遇见完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
只想困瞌睡完成签到,获得积分10
15秒前
tonyhuang完成签到,获得积分10
15秒前
鸣蜩阿六完成签到,获得积分10
17秒前
笃定完成签到,获得积分10
17秒前
41应助潘善若采纳,获得10
17秒前
17秒前
20秒前
momo发布了新的文献求助10
20秒前
whisper完成签到,获得积分10
21秒前
momo应助奚斌采纳,获得10
22秒前
情怀应助十九岁的时差采纳,获得10
23秒前
独角兽完成签到 ,获得积分10
24秒前
zhy完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
Rondab应助bluebear采纳,获得10
25秒前
David完成签到,获得积分10
29秒前
文档发布了新的文献求助10
29秒前
付创发布了新的文献求助10
29秒前
ssw完成签到,获得积分10
29秒前
大白发布了新的文献求助10
32秒前
MHM完成签到,获得积分10
34秒前
首席或雪月完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3989297
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531418
关于积分的说明 11253893
捐赠科研通 3270097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804884
邀请新用户注册赠送积分活动 882087
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809158