最近では、材料工学の教授、合肥大学、合肥ヤンは、中国の研究者ワング・ユンファン真央Wenping、アルの研究のための科学の強い磁性材料科学の研究グループセンターのアカデミーと協力して構築されました 3+二酸化マンガンの電気化学的サイクル安定性がドープされ、ACS APPL。マーテル。インタフェース誌に掲載された関連性の高い結果。
スーパーキャパシタは（、高い比容量、長寿命、環境に優しい機能を持っている電子機器やハイブリッドシステムなどのグリーンエネルギーの役割として機能します。スーパーキャパシタの電極材料は電気化学的スーパーキャパシタの性能に影響を与える重要な要因である。二酸化マンガンMnO 2）理論的に高い比容量だけでなく、原料も豊富であり、良好な適用可能性を有する電極材料であるが、導電性およびサイクル安定性が悪いため、電気化学サイクル中の容量維持率を改善する必要がある。金属イオンは、二酸化マンガンの電気化学的性能およびサイクル安定性を改善することができる。
研究者らは、化学沈殿によってAlを調製した 3+ドープMnO 2（Al-MO）および純粋なMnO 2（MO）2つの電極材料とそれらの電気化学的特性を分析したところ、MO電極（180.6F / g）よりも高い1A / gの電流密度でAl-MO電極の比容量は264.6F / gであった。室温と50℃で良好なサイクル安定性を示し、異なるサイクル後の電極の顕微鏡形態は電界放出型走査型電子顕微鏡で観察され、Al-MO電極は粒状から針状に徐々に変化することがわかった。結晶構造は変化しなかったが、MO電極はサイクル中に形態と結晶形態を同時に変化させた。
研究者らは、電極形態の進化と電気化学的安定性の関係をさらに理解するために、さまざまな充放電サイクルでNaを観測するためにin-situ固体NMRを使用しました。 +Al-MOおよびMO正電極における挿入/脱離過程において、MO電極の23Naピークは充放電中に異なる電位および異なるサイクルで有意な変化を示し、MO電極がサイクル中に構造変化を受けることを示した。 Al-MO電極の23Naピークは充放電過程で大きく変化せず、第1サイクルでも変化はなく、Na +はAl-MO電極の表面で急速に可逆的なインターカレーション/脱離反応を示した。これは、Al-MO電極構造が安定であることを示している。
上記の試験結果に基づいて、研究者らは、サイクル中のMO電極の形態進化は、「粉末 - 自己集合」プロセスに従うと推測した.Na +挿入/脱挿入はMnO 2弱い結合の場合には、再集合した微粒子がマトリックスから分離され、電解質中に溶解されている可能性がある。活性電極材料が失われると、静電容量は徐々に減少する.MnO 2Alを実行する 3+ドーピングにより、粉末状粒子同士の結合が促進され、MnOの向上が促進される 2構造安定性。
この研究のいくつかの実験は、中国科学アカデミーの合肥の戦略エネルギー・材料科学センターの大規模計器のセンターで600MHzの固体NMR分光器で完了した。
図：室温での23Naスペクトル、微細構造および比容量、およびAl3 +ドープMnO2の充放電中の50℃
