水系混合离子全电池LiMn2O4//NaTi2(PO4)3  

A Hybrid Aqueous Full Battery Based on LiMn_2O_4 Cathode and NaTi_2(PO_4)_3 Anode

作　　者：唐晟阳 米常焕 王洁 TANG Sheng-Yang;MI Chang-Huan;TANG Ji(Jiangsu Key Laboratory of Materials and Technology for Energy Conversion,College of Material Science and Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016 China)

机构地区：[1]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

出　　处：《无机化学学报》2018年第7期1279-1284,共6页Chinese Journal of Inorganic Chemistry

基　　金：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); 江苏高校优势学科建设工程资助

摘　　要：分别以LiMn_2O_4,NaTi_2(PO_4)_3为正负极,1 mol·L^(-1) Li_2SO_4和0.5 mol·L^(-1) Na_2SO_4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) Li_2SO_4、0.5 mol·L^(-1)Na_2SO_4以及1 mol·L^(-1) Li_2SO_4+0.5 mol·L^(-1)Na_2SO_4混合电解液)中进行循环伏安和恒流充放电测试,结果发现,LiMn_2O_4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,NaTi_2(PO_4)_3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 m Ah·g^(-1)。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 m V·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.

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 

分 类 号：O646[理学—物理化学]