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索兰数智电化学动力学分析以及结构表征证明在充放电钠离子存储过程中[MO6]结构单元稳定并且无序的[NiO6]显著地促进了二氧化锰Birnessite的类赝电容氧化还原反应。携手西域该成果以题目FrameworkDopingofNiEnhancesPseudocapacitiveNa-IonStorageof(Ni)MnO2LayeredBirnessite发表在ChemistryofMaterials上并选为封面。
然而,共拓购新水相常温合成二氧化锰Birnessite的framework掺杂比较有挑战性同时也比较少有研究证明类似结构。利用中子散射和PDF分析,客户原位同步辐射XRD,客户X-rayPDF以及XANES,XPS测试,表明晶体结构中相对无序的[NiO6]以及相对有序的[MnO6]单元协同作用后提高了其比容量以及循环寿命,在0.2Ag-1电流密度以及2000次充电后仍有63mAhg-1的性能。化采中子散射以及PDF分析表明(Ni)MnO2具由相对无序的[NiO6]和相对有序的[MnO6]结构单元组成的固溶体层状二氧化锰Birnessite.非原位XANES和XPS以及电化学分析表明有Mn3+«Mn4+和Ni3+«Ni4+的redoxcouples,同时相对无序的[NiO6]提高了二氧化锰Birnessite有超过20%的电容量。
氧化锰是在水相电池中具有前景的电极材料,体验特别是二氧化锰Birnessite有大于7Å的层间距以嵌入与脱出钠离子而且能保持结构稳定。图文导读Figure1.a)(Ni)MnO2纳米片状TEM图;b)HAADFTEM和EELS扫描图;c)HRTEM以及SAED图;d)(Ni)MnO2与MnO2的XRD图;e)XRD的Bragg特征峰Figure2.a,b)(Ni)MnO2的Ni和MnK-edgeXANES;c)Ni与Mn的氧化价态;d)(Ni)MnO2的Ni2pXPS;e,f)(Ni)MnO2和MnO2的Mn2pXPSFigure3.(Ni)MnO2Birnessite材料的中子测试PDF结构分析.a,b,c)用intra-model,inter-model和dual-model来拟合分析PDF实验数据;d)基于intra-model的(Ni)MnO2的模拟计算PDF(考虑Ni和Mn原子基于同样的结构环境)和实验数据比较;e)各个原子对相对于整个PDF的贡献,英格由于Ni位置的相对无序显示出Mn-和O-相关的原子对的G(r)贡献远大于Ni-相关的Figure4.半电池和全电池的(Ni)MnO2和MnO2的电化学测试Figure5.a,b)(Ni)MnO2的CP以及dt/dV曲线;c)(Ni)MnO2的CV;d,e)(Ni)MnO2和MnO2的b-values;f)扩散控制的氧化还原以及表面控制离子反应的存储贡献比例Figure6.a,b,c,d)(Ni)MnO2在不同充放电状态下的非原位XANES的Ni和Mn的K-edge谱图以及能量变化;e)对应的CP曲线;f,g,h)完全充放电的非原位XPS表征Ni和Mn以及其价态成分比例分析Figure7.a)(Ni)MnO2的电化学原位XRD表征的contour图(扫描方向下至上是1.25V到-0.45V到1.25Vvs.Ag/AgCl);b)同步辐射原位XRD图(蓝色:阴极反应;黑色:阳极反应);c)Rietveld精修(Ni)MnO2在充放电过程中的晶格参数变化Figure8.a)(Ni)MnO2的电化学原位X-rayPDF表征的contour图;b)原位XPDF图;c)充放电过程中(Ni/Mn)-O或则(Ni/Mn)-(Ni/Mn)原子对间距的变化总结尽管在二氧化锰内掺杂离子以提高水相储能已有报导,英格但是对framework层内掺杂的结构表征以及研究还不够深入
深色模式用户通过正在播放视图打开深色模式,索兰数智将使屏幕变暗并调低视觉效果以显示最少量的信息。
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