水热法制备铝掺杂二氧化锰及其储锌性能的研究
【摘要】 可充电水系锌锰电池成本低、环保无毒、安全性好，在大规模储能领域具有广阔应用前景。然而，该电池中不仅存在MnO2正极导电率低、结构稳定性差等问题，而且存在负极锌枝晶生长与析氢腐蚀问题，这严重制约了电池循环稳定性的提升。本文采用水热法制备了Al掺杂二氧化锰作为锌锰电池的高稳定性正极材料，并通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)详细讨论了Al掺杂对MnO2物相、形貌、含水量与电化学性能的影响。研究表明，Al掺杂不仅使样品由微米级β-MnO2转变为纳米级α-MnO2，还使产物中结晶水含量增加。作为锌锰电池正极材料，所制备的Al掺杂MnO2在1A·g-1高电流密度下500次循环后剩余容量高达150.1mAh·g-1，循环稳定性远优于未掺杂的MnO2样品(500次循环后容量为97.8mAh·g-1)。本研究对高性能锌锰电池的开发具有一定启示意义。
