Page 169 - Kỷ yếu hội thảo quốc tế: Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh - lần thứ 9 (ATiGB 2024)

160 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

SYNTHESIS OF Βeta-MnO2

MATERIAL FOR HIGH-PERFORMANCE

CATHODE ELECTRODE IN POUCH-TYPE

AQUEOUS ZINC-ION BATTERIES VIA
ONE-STEP HYDROTHERMAL METHOD

TỔNG HỢP VẬT LIỆU Βeta-MnO₂

LÀM ĐIỆN CỰC DƯƠNG HIỆU SUẤT CAO

TRONG PIN KẼM-ION DẠNG TÚI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

1*
1
1
Duong Thu Huong , Nguyen Duy Hung , Ta Van Huong ,
1
1*
1
Hoang Minh Tuan , Nguyen Ngoc Tu , Pham Tung Duong
1 Faculty of Engineering Physics - Hanoi University of Science and Technology; duonghuong02101998@gmail.com
1
Dương Thu Hương , Nguyễn Duy Hưng , Tạ Văn Hưởng ,
1*
1
1
Hoàng Minh Tuấn , Nguyễn Ngọc Tú , Phạm Tùng Dương
1*
1
1 Khoa Vật lý Kỹ Thuật - Đại học Bách Khoa Hà Nội
*duonghuong02101998@gmail.com, duong.phamtung@hust.edu.vn
Abstract: Zinc-ion aqueous batteries (ZIBs), utilizing Tóm tắt: Pin kẽm-ion sử dụng kim loại kẽm làm điện
zinc metal as the anode, offer improved safety, cực âm có các đặc điểm nổi bật như an toàn, chi phí thấp,
affordability, environmental benefits, and substantial thân thiện với môi trường và dung tích lí thuyết cao, thu hút
specific capacity, making them a focal point of research sự chú ý đáng kể trong vài năm gần đây. Tuy nhiên, sự phát
recently. Nevertheless, the swift formation of dendrites triển nhanh chóng của các tinh thể nhánh cây là một vấn đề
poses a significant challenge that affects the performance of quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của pin. Pin kẽm-ion
these batteries. Zinc-ion batteries still encounter challenges vẫn gặp phải những thách thức liên quan đến độ bền chu kỳ
related to low cycling stability and high-capacity fading. thấp và sự suy giảm dung lượng cao. Nguyên nhân bao gồm
The causes include incomplete reversibility of zinc ion sự di chuyển không hoàn toàn có thể đảo ngược của ion
migration from the anode to the cathode, alongside kẽm từ âm đến dương, cùng với sự phát triển khí hydro
hydrogen gas evolution in aqueous electrolytes. This leads trong các chất điện ly nước. Điều này dẫn đến các lớp bề
to unstable interfacial layers within the cell and increased mặt không ổn định bên trong pin và tăng nội trợ, làm giảm
internal resistance, decreasing cell efficiency. Here, we hiệu suất của pin. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp
study and fabricate β-MnO2 material with a rod-like và chế tạo vật liệu β-MnO₂ với cấu trúc dạng thanh bằng
structure using the hydrothermal method at 140°C for phương pháp thủy nhiệt ở nhiệt độ 140°C trong 12 giờ. Vật
12 hours. he synthesized MnO2 material exhibits consistent liệu MnO₂ thu được có kích thước thanh nano đồng đều và
nanorod dimensions and nanoscale measurements. The kích thước ở mức nanomet. Dung lượng riêng của pin dạng
pouch cell achieves a specific capacity of 150 mAh/g at a túi đạt 150 mAh/g ở tốc độ dòng điện 0,1C với hiệu suất
discharge rate of 0.1C, with a Coulombic efficiency Coulombic vượt quá 90%.
surpassing 90%.
Keywords: Zinc-ion; aqueous electrolyte; MnO2 Từ khóa: Pin kẽm-ion; chất điện ly nước; điện cực
electrode. MnO2.
1. INTRODUCTION straightforward, and they exhibit a high specific capacity
(821 mAh/g) and low redox potential (-0.76V vs.
Currently, aqueous Zinc-Ion Batteries (ZIBs) have standard hydrogen electrode, SHE) [1] [2] [3] [4]. These
garnered significant interest from researchers due to the attributes have driven the development and potential
utilization of a zinc metal anode, which is naturally commercialization of ZIBs. Despite these advantages,
abundant and cost-effective, along with the use of ZIBs face several challenges [5]. Firstly, they suffer
aqueous electrolytes that ensure high safety. The from rapid capacity degradation due to the incomplete
assembly process of these batteries is also reversibility of the zinc-ion process. Secondly, side

ISBN:978-604-80-9779-0