Recientemente, Yan Jian, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Tecnológica de Hefei, y Mao Wenping, investigador del Centro de Ciencia de Campo Magnético Fuerte del Instituto de Ciencia de Materiales Hefei de la Academia de Ciencias de China, investigaron a Al. 3+La estabilidad del ciclo electroquímico del dióxido de manganeso dopado, los resultados relevantes fueron publicados en la revista ACS Appl. Mater. Interfaces.
Los supercondensadores tienen las características de alta capacidad específica, vida útil prolongada y respeto al medio ambiente, y desempeñan el papel de energía verde en productos electrónicos y sistemas híbridos. Los materiales de electrodo supercondensador son los factores clave que afectan el rendimiento electroquímico de los supercondensadores. MnO 2) No solo la alta capacidad teórica específica, sino también rica en materias primas, es un material de electrodo con buenas perspectivas de aplicación. Sin embargo, debido a su baja conductividad y estabilidad de ciclo, se necesita mejorar la tasa de retención de capacidad durante el ciclo electroquímico. Los iones metálicos pueden mejorar el rendimiento electroquímico y la estabilidad cíclica del dióxido de manganeso.
Los investigadores prepararon Al por precipitación química 3+Dopado MnO 2(Al-MO) y MnO puro 2(MO) Dos tipos de materiales de electrodo y análisis del rendimiento electroquímico de los dos.La prueba encontró que: El electrodo Al-MO tiene una capacidad específica de 264.6 F / g con una densidad de corriente de 1 A / g, que es más alta que la de un electrodo MO (180.6 F / g). Y a temperatura ambiente y temperaturas altas de 50 ° C tienen una buena estabilidad de ciclo. Por observación de campo la microscopía electrónica de observación del electrodo en diferentes ciclos después de la micro-morfología, encontró que el electrodo Al-MO cambió gradualmente de granular a la aguja La estructura, pero la forma del cristal no cambió, mientras que el electrodo MO al mismo tiempo en el ciclo de la morfología y la forma del cristal cambia.
Para comprender mejor la relación entre la evolución de la morfología de los electrodos y la estabilidad electroquímica, los investigadores utilizaron la RMN en estado sólido in situ para observar el Na en diferentes ciclos de carga y descarga. +Incrustado en el proceso de electrodo / desintercalación Al-MO y MO positivo se encontró durante electrodos de carga y descarga pico 23Na MO exhibir cambios significativos a potenciales diferentes, con diferentes períodos, mostraron cambios en la estructura del electrodo MO ocurre en la circulación ; electrodos al-MO durante la carga y descarga de pico 23Na cambio no significativo, incluso en el primer ciclo sin ningún cambio, indicando Na + se produce rápidamente reversible incrustado en la reacción de la superficie del electrodo de al-MO / desintercalación, también al-MO mostró estructura de electrodo estable.
Basándose en los resultados de ensayo anteriores, los investigadores especulan evolución morfología durante el ciclado electrodo MO puede seguir el 'polvo - auto-ensamblaje' proceso de Na + intercalación / desintercalación causar MnO 2Los cambios de volumen se producen para causar nanopartículas de la superficie del polvo, estos polvos nanopartículas exhibieron cambios morfológicos después de volver a montar. En el caso de unión débil, las partículas finas reensambladas de la madre se pueden disolver en la solución electrolítica. Con la pérdida de material de electrodo activo, la capacitancia disminuirá gradualmente. Para MnO 2Realizar Al 3+El dopaje puede mejorar la unión entre las partículas en polvo, lo que ayuda a mejorar MnO 2La estabilidad estructural
Parte del experimento en el estudio en conjunto con el 600 MHz sólido Hefei Strategic Energy y los principales centros regionales de la Academia China de Ciencias de instrumentos científicos sustancias de espectrómetro de resonancia magnética nuclear para la sonda estática se ha completado.
La figura: Al3 + dopado espectro MnO2 23Na proceso de carga y descarga, y la morfología y la capacidad específica a temperatura ambiente 50 ° C
