高性能Cr₈O₂₁ 阴极材料与MnO₂作为高能量密度初级电池的激活剂

科学领域:

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背景情况:

• 氧化 (Cr8O21) 为主电池提供了高的理论容量和电压.
• 通过CrO3热解进行传统的Cr8O21合成,由于前体的融合,导致性能差.
• 低容量和速率能力阻碍了纯Cr8O21的实际应用.

研究的目的:

• 研究二氧化 (MnO2) 作为激活剂对 Cr8O21 电化学性质的影响.
• 为了提高Cr8O21的放电能力和速率能力,用于电池.

主要方法:

• 在化过程中添加了MnO2,制备了Cr8O21.
• 评估了电化学特性,包括放电能力和速率能力.
• 分析了表面结构和电荷转移阻力,以了解性能改进.

主要成果:

• 添加MnO2显著提高了Cr8O21 (Cr8O21-M) 的放电能力和速度能力.
• Cr8O21-M10在0.1C时实现了388mAhg-1的排放特定容量,3.0V平原.
• 观察到增强的离子扩散动力学和减少的电荷转移阻力.

结论:

• 二氧化作为Cr8O21合成的有效激活剂,克服了前体聚变的限制.
• 优化的Cr8O21-M材料表现出优越的能量密度 (1223 Wh kg-1) 和速度性能 (在5C保持70%).
• 激活器辅助合成对于开发高能量密度和高速率能力的/Cr8O21初级电池至关重要.