Термически синтезированные оксиды Mn2O3, Mn3O4 для анодов Mg-батареи с Mg-перхлоратным электролитом на основе диметилформамида

Abstract

Диоксид MnO2 относят к перспективным катодным материалам для магниевой батареи, которая предлагается взамен литиевой как более безопасная, энергоемкая и дешевая. Оксиды марганца MnO, Mn2O3, Mn3O4 не проявляют электрохимической активности в катодах литиевой и магниевой батарей. Совсем недавно обнаружили способность указанных Mn-оксидов к эффективному электрохимическому преобразованию в анодах литиевой и магниевой батарей. Их высокая разрядная емкость и скоростная способность проявляются при использовании нанометровых частиц активного материала в совокупности с нанометровыми электропроводящими наполнителями. Успех был достигнут при использовании магниевого электролита с Al-фенильным комплексом (АРС) на основе эфирных растворителей. АРС-электролит обладает узким окном электрохимической стабильности и он не пригоден для магниевых батарей с высоко-вольтовыми катодными материалами, предназначенных для замены литиевых батарей. Поиск подходящего электролита для высоко-вольтовых катодных материалов ведут разработчики магниевой батареи.

According to the literature, nanometer Mn2O3, Mn3O4 oxides, together with nanometer electrically conductive fillers, are capable of providing a high discharge capacity at high rate of discharge in an electrolyte with a narrow window of electrochemical stability in anodes for a magnesium battery. Since the use of nanometer manganese-oxide compounds is associated with a threat to human health, the possibility of using synthesized oxides of Mn2O3, Mn3O4 with a particle size above the submicron level for anodes of magnesium batteries in magnesiumperchlorate electrolyte based on dimethylformamide solvent using impedance spectroscopy was studied with Mg-counterelectrode. Discharge capacity of Mn2O3, Mn3O4 with Norit electrically conductive filler equals to 200 mAh/g. The electrolyte used does not provide effective electrochemical conversion of Mg.