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港大梁耀彰Small Methods: 原位電化學(xué)重整的AlxMnO2納米球正極用于高性能MnO2/Al電池

水系鋁離子電池（AAIB）由于其高容量、高安全性和低成本而被認(rèn)為是大規(guī)模儲能系統(tǒng)的有希望的候選者，其中MnO₂被證明是一種高性能的正極。然而，MnO₂的頻繁結(jié)構(gòu)坍塌限制了這種電池的潛在商業(yè)應(yīng)用。

在此，香港大學(xué)梁耀彰（Dennis Y. C. Leung）教授等人針對基于“鹽包水”（walt-in-salt）電解液的AAIB，開發(fā)了一種原位電化學(xué)重整、類似海膽的Al_xMnO₂正極。

這種新型正極由兩層組成：外層α-MnO₂納米棒涂層和內(nèi)層Mn₂AlO₄納米花，分別對應(yīng)于可逆的MnO₂電解和鋁離子嵌入/脫嵌反應(yīng)。受益于這種結(jié)構(gòu)，該正極實現(xiàn)了高鋁離子存儲容量和1.9 V的高放電電壓平臺。

圖1. 循環(huán)α-MnO₂和電化學(xué)重整的Al_xMnO₂納米球

因此，該鋁電池在500 mA g^-1的高電流密度下表現(xiàn)出285 mAh g^-1的高比容量和370 Wh kg^-1的高能量密度。在5 A g^-1的超高電流密度下，500次循環(huán)后也獲得了更高的穩(wěn)定性和創(chuàng)紀(jì)錄的容量保持率。

這種高容量和高穩(wěn)定性的Al_xMnO₂正極將為正極設(shè)計的原位電化學(xué)轉(zhuǎn)化提供借鑒，從而促進AAIBs的實際應(yīng)用。

圖2. MnO₂ /Al電池的電化學(xué)性能

High-Performance MnO₂/Al Battery with In Situ Electrochemically Reformed Al_xMnO₂ Nanosphere Cathode, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100491

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/11/01/1eebc76012/

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