【论文链接】
【作者单位】
北方民族大学
【论文摘要】
电解水系Zn-MnO2电池是一种具有较高工作电压和能量密度的具有大规模应用前景的储能技术，本文设计了一种三相去耦Zn-MnO2电解电池。
实验采用盐桥凝胶作为中间体来分离正极和负极，该电池具有较宽的电化学稳定窗口和2.5 V的高放电电压，350次循环后95%的容量保持；并通过非原位分析，探讨了其作用机理。
【实验方法】
盐桥制备：将7.102 g硫酸钠加入100ml的DI水中，搅拌加入2g琼脂，混合物在90℃搅拌30分钟；最后将溶液快速倒入H型电解槽中间，自然冷却至由液体变为凝胶。
解耦电池设置：H型电解槽是一个组装Zn-MnO2电池的容器，由盐桥凝胶隔开两个空腔；两个分离的腔分别充满酸性的正极液和碱性的负极液。以3 mol/L MnSO4和0.3 mol/L H2SO4水溶液为正极液二氧化锰溶于水吗?，0.3 mol/L ZnO溶于3 mol/L NaOH水溶液中制备负极液；并将工作面积为1 × 1 cm2的锌箔和无正极碳布分别浸入负极液和正极液中。
【图文摘取】
【主要结论】
本研究设计并组装了一种新型三相电解质解耦Zn-MnO2电池，填充盐桥凝胶作为隔膜和缓冲带二氧化锰溶于水吗?，有效隔正极和负极。
1. Zn-MnO2电池正极遵循MnO2/Mn2+的可逆沉积/溶解机制，该电解电池在0.1C时放电电压高达2.5 V，具有良好的倍率能力，350次循环后容量保持率达95%；需要注意的是，电池的电化学稳定窗口为3.58 V。
2. 盐桥的使用在不降低电池稳定性的前提下，大大降低了成本和组装难度，盐桥辅助解耦策略为设计用于大规模储能的高电压高能量密度锌锰水电池提供了指导；然而，盐桥的使用并不能避免正极和负极之间的离子转移，经过一定时间的操作后，从正极液和负极液中转移出来的离子会在盐桥中发生明显的反应，随后电池就会衰变。因此，实验提出了一种离子选择性盐桥的设计，以供进一步应用。
Zn-MnO2电池的沉积/溶解机理尚处于起步阶段，因此，电解电池的进一步发展需要付出很大的努力。
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