文献类型：期刊文章

作　　者：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]

Hui Li;Shuangyu Liu;Tianci Yuan;Bo Wang;Peng Sheng;Li Xu;Guangyao Zhao;Huitao Bai;Xin Chen;Zhongxue Chen;Yuliang Cao(State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology,Global Energy Interconnection Research Institute Co.Ltd.,Beijing 102211,P.R.China;Hubei Key Laboratory of Electrochemical Power Sources,College of Chemistry and Molecular Sciences,Wuhan University,Wuhan 430072,P.R.China;Key Laboratory of Hydraulic Machinery Transients,Ministry of Education,School of Power and Mechanical Engineering,Wuhan University,Wuhan 430072,P.R.China)

机构地区：[1]全球能源互联网研究院有限公司,先进输电技术国家重点实验室,北京102211 [2]武汉大学化学与分子科学学院,湖北省电源材料与技术重点实验室,武汉430072 [3]武汉大学动力与机械学院,水力机械过渡过程教育部重点实验室,武汉430072

出　　处：《物理化学学报》

基　　金：国家电网公司(SGRIDGKJ[2017]841);国家科技部(2016YFB0901500);国家自然科学基金(21875171,21673165)资助项目。

年　　份：2020

卷　　号：36

期　　号：5

起止页码：114-120

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EBSCO、IC、JST、PUBMED、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：Na0.44MnO2具有原料丰富、合成简单、无毒环境友好、结构稳定性高等优势,适合作为水溶液钠离子电池的正极材料。Na0.44MnO2在中性水溶液中的比容量较低(30–40 mAh·g^−1),而采用碱性电解液可大大提高Na0.44MnO2的可逆比容量(80 mAh·g^−1)。当我们扩宽碱性电池的充放电窗口(1.95–0.3 V)时,在1.0 V(vs Zn/Zn^2+)附近出现一个宽的放电平台,且首周放电比容量高达275 mAh·g^−1,远远超出其理论嵌钠容量(121 mAh·g^−1)。本文我们通过对不同放电深度下的电极进行X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)表征,研究其超额容量的放电机理。结果表明1.0 V以下的低电位放电过程可分为两个阶段:第一阶段为H+在隧道结构中的嵌入,此时隧道结构保持不变,放电曲线上表现为平台区;第二阶段为过量H+的嵌入引起隧道结构破坏,同时伴随着Mn(OH)2相的生成和Na+从结构中释放出来,放电曲线上表现为斜坡区。这一研究结果表明Na0.44MnO2在碱液中的可逆性与下限电位紧密相关,高稳定的Na0.44MnO2材料需要避免H+的嵌入。

关 键 词：钠离子电池 Na0.44MnO2  碱性电解液 电化学机制  质子嵌入  

分 类 号：O646]