水系锂电大连理工大学孟长功张依福CEJ:设计和制备具有超宽电压窗口的新型Mn2SiO4C正极材料用于水系锂离子电池储能
【文章信息】
设计和制备具有威化饼结构的新型Mn2SiO4C正极材料用于水系锂离子电池储能
第一作者:董雪迎
通讯作者:张依福
单位:大连理工大学
【研究背景】
水系锂离子电池(ALIBs)具有成本低、无环境污染、安全性能高、高功率等优点,应用潜力巨大。但由于缺乏合适的正极材料,以及水溶液电解液中锂离子嵌入的复杂性与稳定性,水分解析氢、水分解析氧,水溶液中质子的竞争嵌入,电极材料在水溶液中的溶解问题等众多复杂问题,使水系锂离子电池的发展缓慢。
【文章简介】
鉴于此,大连理工大学的孟长功教授张依福副教授通过层层组装的方法制备了一种威化饼结构的Mn2SiO4C新型正极材料用于水系锂离子储能。通过逐层结构设计,将碳材料(ZIF8衍生碳和rGO)引入硅酸锰(Mn2SiO4)中,解决了Mn2SiO4材料导电性差的固有弱点,显著扩宽了工作电压窗口。在Mn2SiO4C结构中,rGO处于最内层充当导电芯,沿着rGO的二维平面的方向可以快速地传递离子电子,显著提高电极的导电性。夹层中的Mn2SiO4作为主要的锂离子存储层,通过OSiMn化学键紧密固定在rGO的两侧,这不仅可以提高垂直于rGO平面的电导率,而且可以满足稳定性的需要。ZIF8C碳外壳包裹在最外侧,作为Mn2SiO4的导电层和结构保护壳。
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