Protokoll zur Bewertung der Kapazität von Zn–Mn wässrigen Batterien: Ein Hinweis auf den pH-Wert

Zusammenfassung In der Literatur konfrontieren Zn–Mn wässrige Batterien (ZMABs) abnormale Kapazitätsverhalten, wie Kapazitätsschwankungen und verschiedene „noch nie dagewesene Leistungen“. Aufgrund der durch Elektrolytzusatzstoffe induzierten Komplexe werden verschiedene Lade-/Entladeverhalten berichtet, die mit unterschiedlichen Mechanismen verbunden sind. Die aktuelle Leistungsbewertung bleibt jedoch unreguliert, und nur die Elektrode oder der Elektrolyt werden berücksichtigt. Das Fehlen eines umfassenden und unparteiischen Leistungsbewertungsprotokolls für ZMABs behindert die weitere Forschung und Kommerzialisierung. Hier wird ein pH-Hinweis (protonengekoppelte Reaktion) vorgeschlagen, um verschiedene Mechanismen zu verstehen, und der Kapazitätsbeitrag wird normalisiert. Dann wird eine Reihe von Leistungskennzahlen, einschließlich der Nennkapazität (C r) und dem Elektrolytbeitragsverhältnis von Mn 2+ (CfM), systematisch basierend auf verschiedenen Energiespeichermechanismen diskutiert. Die Beziehung zwischen der Chemie der Umwandlung von Mn (II) ↔ Mn (III) ↔ Mn (IV) und dem Verbrauch/der Produktion von Protonen ist gut etabliert. Schließlich werden die konkreten Entwurfskonzepte eines einstellbaren H + /Zn 2+ /Mn 2+ Speichersystems für maßgeschneiderte Anwendungsszenarien vorgeschlagen, die die Tür für das nächste Generation von sicheren und zuverlässigen Energiespeichersystemen öffnen.