富氧空位V掺杂MnO2高性能水系锌离子电池电极材料的性能
Performance of oxygen vacancy-rich V-doped MnO2 for high-performance aqueous zinc ion battery
作者单位E-mail
戴勤进 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000  
樊姗 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000 15804528735@163.com 
樊鹏阳 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000  
郑晓英 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000  
董伟 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000  
王梦雪 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000  
张永 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院, 齐齐哈尔 106000 leon1981@163.com 
摘要: 通过较为简单的水热法制备了V掺杂MnO2(VMO),并研究了其作为水系锌离子电池(ZIB)正极材料的电化学性能。材料表征和电化学性能结果表明V被均匀地掺杂到MnO2中。V掺杂不仅扩大了MnO2的层间距,增加了比表面积,还提高了其内部离子电导率。组装成的 ZIB在电流密度为 0.1 A·g-1的条件下,初始放电容量可达 362 mAh·g-1。V的掺杂使 MnO2的晶格结构更加稳定,Jahn-Teller畸变效应减弱,电极材料的结构稳定性提高。当电流密度为1 A·g-1时,经过300圈的充放电循环后,其放电容量仍然能够达到初始容量的87%。
关键词: 锌离子电池  MnO2  V掺杂  高比电容
基金项目: 黑龙江省教育厅科学技术研究项目(No.12531773)资助。
Abstract: V-doped MnO2 (VMO) was prepared as the aqueous zinc ion battery (ZIB) cathode by a simple hydrothermal method and its electrochemical performance was tested. The material characterization and electrochemical performance test indicated that the bismuth was evenly incorporated into MnO2. V doping expanded the interlayer spacing of MnO2, increased the specific surface area, and improved its internal ionic conductivity. The initial discharge capacity of the assembled ZIB reached 362 mAh·g-1 at a current density of 0.1 A·g-1. The doping of V made the lattice structure of MnO2 more stable, weakened the Jahn-Teller distortion effect, and improved the structural stability of the electrode material. The specific capacity remained 87% of the initial stage after 300 cycles at a 1 A·g-1 current density.
Keywords: zinc ion battery  MnO2  V-doping  high specific capacitance
投稿时间:2024-09-06 修订日期:2025-01-06
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戴勤进,樊姗,樊鹏阳,郑晓英,董伟,王梦雪,张永.富氧空位V掺杂MnO2高性能水系锌离子电池电极材料的性能[J].无机化学学报,2025,41(3):453-460.
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