物理化学学报 >> 2021, Vol. 37 >> Issue (3): 1907049.doi: 10.3866/PKU.WHXB201907049
李慧1, 刘双宇1, 袁天赐2, 王博1, 盛鹏1, 徐丽1, 赵广耀1, 白会涛1, 陈新1, 陈重学3,*(), 曹余良2,*(
)
收稿日期:
2019-07-16
录用日期:
2019-08-30
发布日期:
2019-09-04
通讯作者:
陈重学,曹余良
E-mail:zxchen_pmc@whu.edu.cn;ylcao@whu.edu.cn
基金资助:
Hui Li1, Shuangyu Liu1, Tianci Yuan2, Bo Wang1, Peng Sheng1, Li Xu1, Guangyao Zhao1, Huitao Bai1, Xin Chen1, Zhongxue Chen3,*(), Yuliang Cao2,*(
)
Received:
2019-07-16
Accepted:
2019-08-30
Published:
2019-09-04
Contact:
Zhongxue Chen,Yuliang Cao
E-mail:zxchen_pmc@whu.edu.cn;ylcao@whu.edu.cn
About author:
Email: ylcao@whu.edu.cn (Y.C.)Supported by:
摘要:
我们通过球磨法及后续的高温焙烧合成出了短棒状的Na0.44MnO2,并研究了其作为碱性水溶液钠离子电池正极时,电解液NaOH浓度对其电化学性能的影响。结果表明,提高NaOH浓度有利于抑制嵌氢反应的发生并改善电极的循环性能和倍率性能,但同时也会造成析氧反应的提前触发,浓度过高时则又会降低其倍率性能。Na0.44MnO2在8 mol·L-1 NaOH中表现出了最佳的电化学性能,0.5C (1C = 121 mA·g-1)的电流密度下,比容量达到79.2 mAh·g-1,50C时,仍能释放出35.3 mAh·g-1的比容量,在0.2–1.2 V (vs. NHE)的电压窗口内,500周后容量保持率64.3%。此外,我们也发现缩小电压窗口可以减少副反应、改善循环性能。Na0.44MnO2在浓碱电解液中也表现出了优异的耐过充能力。上述结果不仅表明通过优化电解液体系和测试条件可大大改善Na0.44MnO2的储钠性能,同时也证实了Na0.44MnO2作为一种水溶液钠离子电池正极材料,在大规模储能领域具有良好的应用前景。
MSC2000:
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Fig 3
The electrochemical performances of AZMDIB in different electrolytes with various NaOH concentrations (1, 3, 6, 8 and 10 mol·L-1 NaOH). (a) The first charge profiles at a current density of 0.5C, (b) the first discharge profiles at a current density of 0.5C, (c) the typical charge-discharge profiles at a current density of 0.5C, (d-h) the cyclic voltammograms at a scan rate of 2 mV·s-1 and (i) the rate performances."
Fig 4
(a) The cycling performance of AZMDIB in different concentrated NaOH solutions (1, 3, 6, 8 and 10 mol·L-1 NaOH) at a current density of 5C, the potential range for 1 mol·L-1 is 0.25-1.2 V, and the others is 0.2-1.2 V; (b) the cycling performance and Coulombic efficiencies of AZMDIB in 8 mol L-1 NaOH at a current density of 5C, the potential range is 0.25-1.15 V."
Table 1
Sodium-storage performance of Na0.44MnO2 in different concentrated electrolyte."
Electrolytes concentration/ (mol·L-1) | Working voltage window | Reversible capacity at 0.5C/(mAh·g-1) | Rate performance, capacity at 50C/(mAh·g-1) | Cyclic stability (capacity retention after 500 cycles) |
1 | 0.25-1.2 V | 69.3 | 13.4 | 27.4% |
3 | 0.2-1.2 V | 80.6 | 21.8 | 33.2% |
6 | 0.2-1.2 V | 82.5 | 29.3 | 54.2%, |
8 | 0.2-1.2 V | 79.2 | 30.3 | 64.3%, |
10 | 0.2-1.2 V | 67.9 | 13.4 | 65.8% |
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