含氧空位的氟掺杂二氧化锰助力稳定锌离子电池

将无机盐NH_(4)F加入到Mn O_(2)的前驱体溶液中,通过高效、简单的一步水热法制备了具有氧缺陷的F掺杂α-Mn O_(2)纳米棒(记为F-Mn O_(2))。氧空位和F掺杂对提高F-Mn O_(2)的导电性、促进离子扩散、提高倍率性能起着至关重要的作用。另外,由于F掺杂,形成了F—Mn键,这可以有效地抑制放电产物中Mn^(3+)的Jahn-Teller畸变,从而提高结构的稳定性。得益于这些协同效应,组装的Zn||F-Mn O_(2)全电池在0.5 A·g^(-1)下,首圈放电比容量高达274 m Ah·g^(-1),且具有较长的循环寿命和优异的倍率性能。同时,通过循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)曲线证明了F-Mn O_(2)的储能机制为H^(+)和Zn^(2+)的共嵌入/脱出过程。

面向锌离子电池的二氧化锰柔性电极制备及电化学性能

二氧化锰(MnO_(2))作为锌离子电池常用的正极材料,在自然界中储量丰富、安全性好、理论容量高,受到研究学者的广泛关注.制备高性能锌离子电池的关键问题之一是构造具有稳定微观结构的阴极.本文选用具有优良导电性的柔性碳布(CC)作为基底,分别使用还原沉积法和电化学沉积法制备了碳布@二氧化锰(CC@MnO_(2))阴极,使用SEM、TEM、XRD、XPS等测试手段对两种工艺条件下得到的电极结构和形貌进行表征分析,探明了电极的微观结构组成.进一步将其组装成扣式锌离子电池,对比研究了不同工艺参数下电池的电化学性能.结果表明,还原沉积法中,使用0.40 mol·L^(-1)KMnO_(4)+0.50 mol·L^(-1)H_(2)SO_(4)的混合溶液制备的电极具备最优的储锌性能(电流密度在0.1 A·g^(-1)时能提供最大为291 m A·h·g^(-1)的放电比容量)、能量密度(293.3 W·h·kg^(-1)和循环稳定性(1 A·g^(-1))电流密度下进行1000次循环后,容量保持率为90.48%,库伦效率为99.87%).此外,通过对电极进行不同充放电状态下的非原位XRD和SEM检测,进一步探索了充放电过程的储能机制.本文深入探讨了基于还原沉积法的CC@MnO_(2)电极优化制备工艺,为高性能锌离子电池的开发提供了重要的参考依据.

二氧化锰作水系锌离子电池正极材料改性进展

二氧化锰以其相对较低的成本和成熟的合成工艺,而成为研究最为深入的锌离子电池(ZIB)正极材料之一。近年来对二氧化锰在ZIB中进行改性的研究报道很多,其主要途径包括表面优化、纳米结构调控、缺陷工程、元素掺杂以及与导电材料的复合。这些改性方法提高了二氧化锰的电化学性能,改善了应用于ZIB正极的循环稳定性、倍率性能,有效延长了电池使用寿命。这些改性为ZIB技术的商业化和实际应用奠定了基础,为可再生能源存储领域的发展提供了有力支持。

碱性锌-二氧化锰电池三参数测试设备的改进

碱性锌-二氧化锰(碱锰)电池在生产过程中及出厂前要进行相关参数的检验,以保证品质。传统的测试设备和方法在稳定性、误差、速度和精度等方面存在一定问题。对碱锰电池三参数测试设备和测量方法进行改进,以提高稳定性、减少误差。根据具体测量项目进行补偿的取舍:9 V电池负载电压测试时,需加补偿;短路电流测量时,需全面考虑补偿问题。选择电气检测元件时,要考虑元件精度和环境温度等的影响。三参数检测电路的计算误差控制在4‰以内。通过设备设计、安装和调试,检测速度达到0.1 s/组,三参数检测总体精度控制在5‰以内。

锌-二氧化锰锌离子电池:一个研究型综合性化学实验的设计与实践

面向国家“双碳战略”需求,结合科技前沿和高校学生科研实践,设计了以低成本和高安全性为主要优势的锌-二氧化锰(Zn-MnO_(2))二次电池,并形成了一个标准化的物理化学综合实验。本实验首先通过水热法制备了α-MnO_(2),采用X射线衍射和扫描电子显微镜对制得α-MnO_(2)的结构与形貌进行了表征,随后使用电池测试仪对锌片负极与α-MnO_(2)正极组装成的Zn-MnO_(2)锌离子电池进行了循环伏安、倍率和循环稳定性等电化学性能测试。该实验将科研热点转化为综合教学实验,从实验室走进日常生活,集化学材料合成、表征与电池电化学性能测试于一体,实验的不同模块可满足多种教学需求。此外,探究式学习与综合性操作相结合有助于提高学生的实验兴趣及化学实验操作水平;在教学过程中融入思政元素,渗透绿色理念,引导学生形成安全无污染的化学实验意识和可持续发展思想。

新一代超高性能非碱性锌-二氧化锰电池的研制

通过将非碱性锌-二氧化锰电池(R6P电池)外形尺寸调整到与碱性锌-二氧化锰电池相近,提高电池正极材料中二氧化锰的含量,降低含水率,从而降低电池内阻,获得较大的短路电流值,优化并改造生产线,使得新一代R6P电池电性能明显增加。

碱性锌锰电池用化学二氧化锰的研制

以直接氧化法生成的初级二氧化锰经饱和水蒸汽处理后，进行重质化处理，制成碱性锌锰电池用化学二氧化锰，所研制样品表现出ｎ－型半导体特征，从Ｘ射线衍射、热重分析的测试，发现成品的理化性能和结合水含量有较大的改进，电化学活性也有较大提高，所制成ＬＲ０３实体电池电性能优良．

碘量电位滴定法测定锌锰废旧电池中二氧化锰

在测定锌锰干电池锰粉中活性二氧化锰含量时,由于制备电池时正极锰粉中添加了乙炔黑、石墨等导电材料,使制得的样品溶液显色且混浊,影响用淀粉作为指示剂进行碘量法滴定终点的判断。本文提出结合电位滴定技术用碘量法测定废旧锌锰干电池锰粉中剩余活性二氧化锰含量的新方法,对方法中反应时间、温度、碘化钾用量等影响因素进行试验,确定了最优实验条件。结果表明:选择在室温下加入1～1.5g碘化钾、5mL1mol/L硫酸,静置30min,结果准确,精密度高。样品加标回收率为96.9%～99.2%,RSD为0.2%,0.8%。

水热法合成锌空气电池氧还原二氧化锰催化剂(英文)

在180℃下通过改变K+与H+摩尔比使用水热法分别制备了δ-MnO2,α-MnO2和β-MnO2纳米颗粒,K+与H+摩尔比分别为3.4、0.85和0.24。所合成的样品通过扫描电子显微镜(SEM),粉末X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR),BET比表面分析,热重分析(TG)和电化学方法表征。结果表明:K+与H+的浓度对产品的晶型、形貌以及比表面积有很大影响;将这三种材料作为锌空电池的阴极材料时,δ-MnO2与α-MnO2的电化学性能明显优于β-MnO2.在–0.35 V下,δ-MnO2、α-MnO2和β-MnO2的氧还原电流分别为56.28、56.01和40.88 mA/cm2。

废旧锌锰电池中二氧化锰的回收利用研究

利用干湿法对废旧锌锰电池中的二氧化锰进行回收处理。通过酸浸、焙烧、纯化等方法得到较纯的二氧化锰,硝酸的浓度、体积、浸泡的时间和温度等对二氧化锰回收有一定的影响。结果表明:硝酸的浓度为6 mol·L^(-1)、硝酸的体积为60 mL、浸泡的温度为60℃、浸泡的时间为3.0 h,二氧化锰的回收率较高为33.5%,纯度为81.7%。

锌—二氧化锰干电池电液中痕量铅的微分脉冲极谱法测定

本文研究了采用微分脉冲极谱法测定锌-二氧化锰干电池电液中痕量铅的各项实验条件.提出不加入任何试剂,直接利用电液中的 Z_nCl_2-NH_4Cl 作为支持电解质,可得 Pb^(2+)的微分脉冲极谱图.在此底液中,Pb^(2+)还原的峰电位为-0.45V(相对于 Ag-AgCl 电极·实验值),峰电流 i_p 与 Pb^(2+)浓度 C_(Pb^(2+))件在0～2.0pg/ml 内线性关系良好.方法简便快速,可靠实用.

无汞碱性锌-二氧化锰电池用锌粉中Cd测定结果不确定度评定

目的:测量结果受仪器校正、设备稳定、环境变化及人员等因素影响,因此有必要对测量结果进行不确定度评估,以让客户了解测量结果是否符合特定需求,确认测量数据之可信赖及真实的程度。测定结果:ω(Ag)=(0.0081±0.0001)%。结论:用原子吸收光谱法测定无汞碱性锌-二氧化锰电池用锌粉中Cd时,影响Cd含量测量不确定度的主要来源是重复性测定、标准曲线拟合及标准溶液的配制,试样质量m及定容体积V对不确定度的影响可以忽略不计。

聚吡咯@二氧化锰/碳纳米管薄膜电极的制备及在高性能锌离子电池中的应用

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为了解决上述问题,本文设计了以碳纳米管(CNT)网络薄膜为导电基底沉积聚吡咯(PPy)包覆二氧化锰(PPy@MnO_(2)/CNT)的多级结构电极。碳纳米管和聚吡咯组装形成高比表面积的三维交联导电网络,为活性材料提供了快速的电子、离子传输通道;聚吡咯包覆纳米级二氧化锰能够有效地抑制二氧化锰的溶解,进而提升电池的倍率特性和循环稳定性。以PPy@MnO_(2)/CNT作为正极材料组装的水系锌锰电池在1 A·g^(-1)的电流密度下,比容量达到210 mAh·g^(-1),循环1000圈后,电池依然具有较高的容量保持率(85.7%)。本工作的导电聚合物包覆活性物质的策略可为发展高稳定柔性储能器件提供新思路。

基于不同晶型二氧化锰和锌复合金属的锌离子电池电化学性能研究

为了进一步提高锌离子电池的性能,同时对电池正极和负极进行设计。首先以过硫酸铵[(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)]与硫酸锰(MnSO_(4))为原料,通过调节原料不同浓度比,利用液相共沉淀法合成了不同晶型的二氧化锰(MnO_(2)),研究发现随着(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)∶MnSO_(4)摩尔浓度比的增大,MnO_(2)晶型由海胆状γ-MnO_(2)逐渐转变成细棒状α-MnO_(2)。通过将MnO_(2)粉末样品制成锌离子电池正极材料,并组装电池测试电化学性能后发现,海胆状γ-MnO_(2)相比于细棒状α-MnO_(2)具有更高的比容量,在0.1A/g的电流密度下γ-MnO_(2)可达到354mAh/g的高放电比容量,而α-MnO_(2)的放电比容量为200mAh/g。其次以锡为基底通过电沉积锌制备了锡/锌(Sn/Zn)金属复合负极改进了负极性能。最后选取高容量的γ-MnO_(2)为正极并匹配Sn/Zn负极装配成γ-MnO_(2)||Sn/Zn锌离子电池,其在1A/g的电流密度下循环1000圈依旧维持125mAh/g的容量。

水系锌离子电池二氧化锰正极的储能特性及机理研究进展

水系锌离子电池在大型储能等领域具有很高的应用价值和发展前景。目前,水系锌离子电池的正极材料研究主要集中在锰基化合物(如二氧化锰、三氧化二锰、三氧化三锰等)、钒基氧化物以及普鲁士蓝类似物等材料。其中,二氧化锰具有电化学性能优良、储量丰富、价格低廉及安全环保等优势,成为当前最受关注的一类正极材料,近年来得到快速发展。但是,在充放电过程中,二氧化锰晶型多变且伴随其他表面反应,其反应机理复杂且存在一定争议。近两年来,随着研究的不断深入,其电化学反应机理逐渐明晰。围绕二氧化锰的晶体结构特点及其作为水系锌离子电池正极的性能,结合最新研究进展重点讨论了不同晶型二氧化锰的储能机理,并对其未来发展趋势进行了展望。

活性二氧化锰在锌锰电池中的应用

将活性二氧化锰应用于锌锰干电池 。

二氧化锰电极在碱性电液中的分形行为

利用阻抗法研究了二氧化锰电极在碱液中放电时的分形行为。计算了几种MnO_2电极在不同放电深度下的分维(D_f),并使其与MnO_2的某些性质(参数)相关。分维显示出MnO_2电极不规则的几何性质,并取决于放电态下的组成。

化学二氧化锰的半导体性质与电池活性关系的研究

化学二氧化锰的半导体性质与电池活性关系的研究张碧泉，卢兆忠（福建师范大学化学系，福州，３５０００７）关键词二氧化锰，化学二氧化锰，电池阴极，碱性电池二氧化锰是干电池的阴极活性材料，是半导体［１］，它的电化学行为受其物理化学性质如晶体结构、电导、表面Ｏ...

电感耦合等离子体原子发射光谱测定电池用电解二氧化锰中杂质元素

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法同时测定电池用电解二氧化锰中Cu、Fe、Pb、Si、P的新方法。对影响其光谱测量的各种因素进行了较为详细的探讨,实验中选择酸度匹配来消除酸度的影响,采用基体匹配校正基体效应。试验结果经t检验发现待测元素之间基本无干扰。方法的检出限为0.003-0.035μg/mL。对无汞碱性锌锰电池用电解二氧化锰进行分析,回收率为97%-104%,RSD小于2.9%;结果同其他方法（原子吸收光谱法、分光光度法）的测定值相一致。