椰壳碳@MnO₂纳米材料在水系锌离子电池中的应用

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作   者：

陈蓉;  富笑男;  田伟峰;  王莉;  黄小龙;  白燕枝;  王瑞;  张进峰;  朱研嘉;  贺浩真; 

作者机构：

清华大学核能与新能源技术研究院;  河南工业大学理学院; 

关键词：

椰壳碳;  水系锌离子电池;  电化学性能;  二氧化锰纳米材料; 

期刊名称：

功能材料

i s s n：

1001-9731

年卷期：

2024 年 007 期

页   码：

7200-7208

摘   要：

为解决MnO2材料在水系锌离子电池（ZIBs）中存在的导电性差、材料利用率低等问题，以农业废弃物椰壳为原料，将低成本、来源丰富、绿色可再生的生物质资源引入到电极材料中，通过高温碳化得到导电性优异的椰壳碳，用水热法在椰壳碳表面生长MnO2纳米粒子，获得椰壳碳@MnO2复合纳米材料。借助扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电化学技术等表征测试手段，分析该复合材料的形貌结构以及电化学性能。结果表明椰壳碳@MnO2在100 mA g-1的电流密度下，经过300次循环，比容量仍高达到344.6 mA h g-1,性能远高于商用MnO2材料(64.3 mA h g-1);椰壳碳@MnO2优异的导电性，纳米化的结构设计提高了材料利用率，减少了离子扩散路径，带来更快的离子扩散速率，提高了材料的倍率性能，具有良好的应用前景。