【锌电池】Adv. Mater.：通过阳离子加速改善MnO2-Zn电池性能
【锌电池】Adv. Mater.：通过阳离子加速改善MnO2-Zn电池性能
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目前人们认为溶液相MnO 2 -Zn电池是一种具有最好前景的能量存储器件，MnO 2 -Zn电池具有价格合理、输出电压较高和安全的优势，但是其电化学性能由于MnO 2 /Mn 2+ 电极和Zn/Zn 2+ 电极动力学缓慢问题的局限。
有鉴于此， 中国科学技术大学陈维、深圳大学杨金龙等 基于第一性原理计算，提出一种阳离子加速器CA（cationic accelerator）策略，改善电极的缓慢动力学问题，这种方法通过聚乙烯吡咯烷酮作为离子加速分子，研究阳离子加速对电池性能的改善作用。
本文要点
（1） 发现CA能够促进阳离子在电解液中快速转移，而且能够进行电极-电解液界面电荷转移，促进Mn 2+ 和Zn 2+ 沉积/溶解，因此同时增强MnO 2 /Mn 2+ 和Zn/Zn 2+ 的反应动力学，实现高性能的MnO 2 -Zn电池性能。
（2） 搭建的MnO 2 -Zn电池在20 C倍率实现了较高的可逆容量（455 mAh g -1 ，3.64 mAh cm -2 ）、较好的容量保持能力（90 %），较高的放电电压（1.95 V, 1 C），较长的循环寿命（2000圈），性能达到目前最好的MnO 2 -Zn电池。通过结合理论计算和相关实验研究，展示了这种方法用于发展高性能能量存储技术的前景。
参考文献
Mingyan Chuai, Jinlong Yang, Rui Tan, Zaichun Liu, Yuan Yuan, Yan Xu, Jifei Sun, Mingming Wang, Xinhua Zheng, Na Chen, Wei Chen, Theory-Driven Design of Cationic Accelerator for High-Performance Electrolytic MnO 2 -Zn Batteries, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202203249
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202203249