水系混合离子全电池LiMn2O4//NaTi2(PO4)3
A Hybrid Aqueous Full Battery Based on LiMn2O4 Cathode and NaTi2(PO4)3 Anode
作者单位E-mail
唐晟阳 南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏省能量转换材料与技术重点实验室, 南京 210016  
米常焕 南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏省能量转换材料与技术重点实验室, 南京 210016 mchmse@nuaa.edu.cn 
王洁 南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏省能量转换材料与技术重点实验室, 南京 210016  
摘要: 分别以LiMn2O4,NaTi2(PO43为正负极,1 mol·L-1 Li2SO4和0.5 mol·L-1 Na2SO4的混合水溶液为电解液组装成一种水系混合离子全电池。分别将正负极材料在3种不同水相电解液(1 mol·L-1 Li2SO4、0.5 mol·L-1 Na2SO4以及1 mol·L-1 Li2SO4+0.5 mol·L-1 Na2SO4混合电解液)中进行循环伏安和恒流充放电测试,结果发现,LiMn2O4在上述电解液中仅有Li+的脱出/嵌入而Na+由于半径较大而不参与该过程,NaTi2(PO43在3种电解液中Li+、Na+均参与嵌入/脱嵌过程,且Li+和Na+的嵌入/脱出峰电位相差不大,分别为-0.82和-0.64 V,-0.95和-0.75 V;全电池在265 mA·g-1电流密度下平均放电电压为1.55 V,充放电比容量分别为100.1和74.9 mAh·g-1
关键词: 水系全电池  混合离子电解液  高电压  电化学性能  循环伏安
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(No.NJ2016058)、江苏省科技计划-产学研前瞻性联合研究项目(No.BY2016003-13)和江苏高校优势学科建设工程资助。
Abstract: A new aqueous full battery based on LiMn2O4 cathode and NaTi2(PO4)3 anode with the hybrid ion electrolytes (1 mol·L-1 Li2SO4+0.5 mol·L-1 Na2SO4) was presented. The electrochemical performances of LiMn2O4 and NaTi2(PO4)3 in the different aqueous electrolytes (1 mol·L-1 Li2SO4, 0.5 mol·L-1 Na2SO4 and 1 mol·L-1 Li2SO4+0.5 mol·L-1 Na2SO4) were characterized by the cyclic voltammetry (1 mV·s-1) and the galvanostatic charge/discharge (265 mA·g-1). The results show that Li+ ion could de-intercalation/intercalation from/into LiMn2O4 but Na+ could not because of its larger radius, and both ions (Li+ and Na+) could intercalation/de-intercalation into/from NaTi2(PO4)3. The charge and discharge specific capacity was 100.1 and 74.9 mAh·g-1, respectively, with a higher discharge voltage (1.55 V) for this aqueous full battery.
Keywords: aqueous full battery  hybrid ion electrolytes  high voltage  electrochemical performance  cyclic voltammetry
投稿时间:2018-01-17 修订日期:2018-04-29
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唐晟阳,米常焕,王洁.水系混合离子全电池LiMn2O4//NaTi2(PO4)3[J].无机化学学报,2018,34(7):1279-1284.
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