Elektrochemisch aktiviertes Spinell-Manganoxid für wiederaufladbare wässrige Aluminium-Batterien

Aluminium ist ein natürlich reichlich vorhandener, dreivalent geladener Träger mit hoher theoretischer spezifischer Kapazität und volumetrischer Energiedichte, was Aluminium-Ionen-Batterien zu einer bevorzugten Technologie für zukünftige großflächige Energiespeicherung macht. Der häufige Zusammenbruch der Wirtsstruktur der Kathodenmaterialien und die langsamen Kinetiken der Aluminiumionendiffusion haben bisher die Realisierung praktischer Batteriegeräte behindert. Hier synthetisieren wir AlxMnO2·nH2O durch eine in-situ elektrochemische Transformationsreaktion, um es als Kathodenmaterial für eine Aluminium-Ionen-Batterie mit der Konfiguration Al/Al(OTF)3-H2O/AlxMnO2·nH2O zu verwenden. Diese Zelle basiert nicht nur auf wässriger Elektrolytchemie, sondern bietet auch eine hohe spezifische Kapazität von 467 mAh g-1 und eine rekordverdächtige Energiedichte von 481 Wh kg-1. Die hohe Sicherheit des wässrigen Elektrolyts, die einfache Zellmontage und die geringen Materialkosten deuten darauf hin, dass diese wässrige Aluminium-Ionen-Batterie vielversprechend für großflächige Energieanwendungen ist.