椰壳碳@MnO_(2)纳米材料在水系锌离子电池中的应用

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 CHEN Rong;FU Xiaonan;TIAN Weifeng;WANG Li;HUANG Xiaolong;BAI Yanzhi;WANG Rui;ZHANG Jinfeng;ZHU Yanjia;HE Haozhen

作者机构：河南工业大学理学院郑州450001 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2024年第55卷第7期

页      面：7200-7208页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52004159) 河南省科技创新杰出青年资助项目(114100510009) 河南省重点研发与推广专项(222102240110) 河南工业大学创新基金支持计划专项资助(2022ZKCJ10) 

主　　题：椰壳碳 二氧化锰纳米材料 水系锌离子电池 电化学性能 

摘      要：为解决MnO_(2)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MnO_(2)纳米粒子,获得椰壳碳@MnO_(2)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@MnO_(2)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MnO_(2)材料(64.3 mA h g^(-1));椰壳碳@MnO_(2)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。