纳米人-Small：一种具有高工作电压、高能量密度的水系MnV2O6-Zn电池

Small：一种具有高工作电压、高能量密度的水系MnV2O6-Zn电池

Nanoyu Nanoyu 2021-06-10

水系锌离子电池（AZIBs）具有成本低、循环稳定性好、安全性高等优点，在先进储能技术中具有广阔的应用前景。然而，它们仍然存在能量密度和工作电压不理想的问题，这与所使用的正极材料密切相关。

有鉴于此，香港城市大学Chun-sing Lee，Hui Wang报道了采用一种简便的水热方法成功地制备出具有高价态Mn离子与V-O层间Mn²⁺离子“柱状物”协同作用的MnV₂O₆正极，具有良好的工作电压（1.36 V）。

文章要点

1）研究人员在MnV₂O₆制备过程中引入碳纳米管进一步增强了其离子传递能力和结构完整性。

2）实验结果显示，在循环过程中，MVO：CNT正极表现出高的能量密度（597.9 W h kg⁻¹），理想的工作电位平台（1.38 V）和出色的循环稳定性（在2000 mA h⁻¹的电流密度下，循环稳定性为144.8 mA h g⁻¹，超过3000次循环），这源于其更快的电子和Zn²⁺扩散动力学，稳定的电解质渗透和在长期循环过程中抑制的体积变化。

3）密度泛函理论（DFT）计算结果清楚地显示了放电过程中Zn²⁺的嵌入过程并揭示了MnV₂O₆在Zn插入时的高结构稳定性。非原位分析证实了循环过程中Mn和O的价态主要受影响，证实了MVO：CNT正极具有良好的可逆性。理论和实验结果表明，Zn/MnV2O6电池在构建下一代储能装置方面具有很大的潜力。