水热法制备纳米MnO2及其在电池中的应用文献综述
2020-05-14 21:58:50
文 献 综 述 1研究背景及意义 能源、材料和信息被誉为21世纪的三大支柱,而随着工业的迅速发展,能源短缺和环境污染是人类迈入21世纪面临的双重考验,因此,寻求新的清洁能源引起了国内外研究者的广泛关注。
解决这一问题的出路,除了开发新能源外,改善现有能源采集技术也是一个至关重要的方案。
在所有已知的能源中,电能是最为方便和洁净的一种,也是应用最为广泛的一种。
而电能除了由电机产生之外,另一种方式便是通过电池。
一次电池制备简单,价格低廉,但其不可循环使用的缺点使其对资源产生了巨大的消耗和浪费。
二次电池以其环保可循环的特点更是成为当下科技的研究热点。
常用的电池主要分为锌锰电池,铅酸电池[1,2],镍系电池,锂系电池[3] 和燃料电池[4]五大类,其中,只有锌锰电池为一次电池,其他均为二次电池。
其中锌离子电池使用α-MnO2作为正极,Zn作为负极,中性的ZnSO4或Zn(NO3)2溶液,其锌离子电池制备简单,原料无毒廉价易得,同时具有很高的比容量和比功率,可快速充电,循环寿命高。
在中性环境中,锌的自腐蚀也得到了很大的改善,反应平稳,无明显的发热现象,其优良的性能使得其未来有望在电子产品和交通运输上得到广泛的应用。
然而,从正极来说,二氧化锰更是制约锌离子电池性能的关键因素,这是因为二氧化锰的隧道结构促成了电池的结构框架,而稳定的隧道结构则是电池循环性能的前提,因此如何选择并稳固二氧化锰的隧道结构成为这方面的关键因素。