多级纳米花球状聚多巴胺-钼氧化物复合材料用于宽电压窗口锌离子存储

作者：黄鹏; 王欣媛; 郝芹; 周济; 徐彩霞^*

来源：聊城大学学报(自然科学版), 2023, 36(01): 85-98.

DOI：10.19728/j.issn1672-6634.2022030006

• 水系锌离子电池
• 正极材料
• 钼氧化物
• 聚多巴胺

水系锌离子电池(AZIBs)具有操作简单、成本低、安全性高等优点，在能源存储方面具有广阔的应用前景。然而，开发具有高比容量和稳定循环性能的AZIBs正极材料仍然是一项艰巨的任务。本工作利用钼酸铵与盐酸多巴胺的络合反应，采用简单的共沉淀方法成功制备了具有三维纳米花球结构的聚多巴胺-钼氧化物(PDA-MoOx)复合材料。聚多巴胺(PDA)的引入不仅可以缓解内应力、抑制体积膨胀，而且可以通过引入功能基团来增加活性位点。得益于独特的结构优势和PDA的协同作用，PDA-MoOx在水系锌离子电池中的可逆比容量、循环稳定性和倍率性能明显优于MoOx。在100 mA·g-1的电流密度下充放电150次，PDA-MoOx材料的可逆比容量稳定在160 mA·h·g-1左右，而MoOx材料的容量仅剩7 mA·h·g-1。即使在1 000 mA·g-1,350次循环后，PDA-MoOx材料的容量依然剩余90 mA·h·g-1。研究还发现PDA-MoOx复合材料中Zn2+的电荷储存机理为电荷转移反应机制。

• 单位
  济南大学; 化学化工学院