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。