Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO_(2))材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO_(2)负载在Ti_(3)C_(2)T_(x)表面形成Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)、2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)+0.1 mol·L^(-1) MnSO_(4)、30 mol·L^(-1)三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^(-1)三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^(-1) ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^(-1) TEAOTf+1 mol·L^(-1) ZnOTf),不仅提高了Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。