Цинкионный аккумулятор с неводным электролитом и положительным электродом на основе цинк-марганцевой шпинели
https://doi.org/10.29235/1561-8331-2024-60-2-115-120
Аннотация
Установлен значительный рост (на порядок) удельной поверхности порошков цинк-марганцевой шпинели ZnMn2O4 путем ее частичного растворения в водном растворе H2SO4. Удельная поверхность определялась методом адсорбции молекулярного азота. Обнаружена корреляция величин удельной поверхности и удельной емкости положительных ZnMn2O4 электродов, используемых в неводных цинк-ионных аккумуляторах.
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке государственной программы научных исследований «Химические процессы, реагенты и технологии, биорегуляторы и биооргхимия» на 2021–2025 гг. (научно-исследовательские работы 20210562 и 20211465).
Об авторах
В. В. Семёнов
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Семёнов Владислав Вадимович – аспирант
ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск
Е. Н. Анискевич
Университет Седжон
Россия
Россия
Анискевич Евгений Николаевич – кандидат химических наук, научный сотрудник
Гунья-дон, Гванджин-гу, Сеул
А. Р. Иванченко
Каунасский технологический университет
Литва
Литва
Иванченко Алексей Романович – студент
Радвиленайское шоссе 19, 50299
Г. А. Рагойша
Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета
Беларусь
Беларусь
Рагойша Геннадий Антонович – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник
ул. Ленинградская, 14, 220006, Минск
А. И. Кулак
Инстиут общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Кулак Анатолий Иосифович – академик
ул. Сурганова, 9/1, 220072, Минск
Е. А. Стрельцов
Белорусский государственный университет
Беларусь
Беларусь
Стрельцов Евгений Анатольевич – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой
ул. Ленинградская, 14, 220006, Минск
Список литературы
1. 30 years of lithium-ion batteries / M. Li [et al.] // Adv. Mater. – 2018. – Vol. 30, № 33. – P. 1800561.
2. Lithium Metal: The Key to Green Transportation / P. Lindagato [et al.] // Appl. Sci. – 2023. – Vol. 13, № 1. – P. 405.
3. Muldoon, J. Quest for nonaqueous multivalent secondary batteries: magnesium and beyond / J. Muldoon, C. B. Bucur, T. Gregory // Chem. Rev.– 2014. – Vol. 114, № 23. – P. 11683–11720.
4. Emerging non-lithium ion batteries / Y. Wang [et al.] // Energy Storage Mater. – 2016. – Vol. 4. – P. 103–129.
5. Electrochemically induced structural transformation in a γ-MnO2 cathode of a high capacity zinc-ion battery system / M. H. Alfaruqi [et al.] // Chem. Mater. – 2015. – Vol. 27, № 10. – P. 3609–3620.
6. Recent advances in Zn-ion batteries / M. Song [et al.] // Adv. Funct. Mater. – 2018. – Vol. 28, №. 41. – С. 1802564.
7. Blanc, L. E. Scientific challenges for the implementation of Zn-ion batteries / L. E. Blanc, D. Kundu, L. F. Nazar // Joule. – 2020. – Vol. 4, № 4. – P. 771–799.
8. Chang, K. In situ synthesis of MoS2/graphene nanosheet composites with extraordinarily high electrochemical performance for lithium ion batteries / K. Chang, W. Chen // Chem. Commun. – 2011. – Vol. 47, iss. 14. – P. 4252–4254.
9. Self-assembled MoS2–carbon nanostructures: influence of nanostructuring and carbon on lithium battery performance / S. K. Das [et al.] // J. Mater. Chem. – 2012. – Vol. 22, № 26. – P. 12988–12992.
10. Ultraporous, Ultrasmall MgMn2O4 Spinel Cathode for a Room-Temperature Magnesium Rechargeable Battery / H. Kobayashi [et al.] // ACS nano. – 2023. – Vol. 17, № 3. – P. 3135–3142.
11. Cation-deficient spinel ZnMn2O4 cathode in Zn(CF3SO3)2 electrolyte for rechargeable aqueous Zn-ion battery / N. Zhang [et al.] // J. Am. Chem. Soc. – 2016. – Vol. 138, №39. – P. 12894–12901.
12. Mechanism of Zn insertion into nanostructured δ-MnO2: a nonaqueous rechargeable Zn metal battery / S. D. Han [et al.] // Chem. Mater. – 2017. – Vol. 29, № 11. – P. 4874–4884.
13. Formation of MnxZny(OH)z SO4·5H2O – not intercalation of Zn – is the basis of the neutral MnO2/Zn battery first discharge reaction / I. Stoševski [et al.] // Electrochim. Acta. – 2021. – Vol. 390. – P. 138852.
14. MnO2 electrodeposition at the positive electrode of zinc-ion aqueous battery containing Zn2+ and Mn2+ cations / U. V. Siamionau [et al.] // J. Solid State Electrochem. – 2023. – Vol. 27. – P. 1911–1918.
15. Rechargeable zinc-ion batteries with manganese dioxide cathode: How critical is choice of manganese dioxide polymorphs in aqueous solutions? / U. Siamionau [et al.] // J. Power Sources. – 2022. – Vol. 523. – P. 231023.
16. Controllable synthesis of spinel nano-ZnMn2O4 via a single source precursor route and its high capacity retention as anode material for lithium ion batteries / Y. Deng [et al.] // J. Mater. Chem. – 2011. – Vol. 21, № 32. – P. 11987–11995.
17. Gregg, S.J. Adsorption surface area and porosity / S. Gregg, K. Sing. – London: Academic Press, 1982. – 303 p.
Рецензия
Просмотров: 480
Послать статью по эл. почте 