鋁離子電池因其優(yōu)越的電化學(xué)性能、低成本、高安全性而受到廣泛關(guān)注。為了解決電池性能的限制，探索新型正極材料并了解這些電池的反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。在眾多候選材料中，多種結(jié)構(gòu)和價(jià)態(tài)使錳基氧化物成為水系鋁離子電池（AAIB）的最佳選擇。
近日，河北大學(xué)Wenming Zhang，Zhanyu Li，新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)Hui Ying Yang利用具有豐富氧空位的γ-MnO2制備了錳基水性AIB。
文章要點(diǎn)
1）通過對氧空位的理論計(jì)算和測試，研究人員最終得出氧空位可以通過打開MnO6八面體增加新的離子擴(kuò)散路徑來改善H+的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
2）這種Al//Ov-MnO2電池在~1.5和~1.0 V處提供兩個(gè)放電平臺(tái)。在0.2 A g?1時(shí)最高放電比容量可達(dá)481.9 mAh g?1，0.4 A g?1 下 200 次循環(huán)后的 循環(huán)性能保持在126.6 mAh g?1 容量。此外，還進(jìn)行了一系列異位實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證充電/放電機(jī)制。
3）最后研究人員發(fā)現(xiàn)H+和Al3+共插入機(jī)制是MnO2陰極的主要過程。
這項(xiàng)工作為二氧化錳材料在水性 AIB 中的應(yīng)用提供了見解。
參考文獻(xiàn)
Hanqing Gu, et al, Oxygen Vacancies Boosted Proton Intercalation Kinetics for Aqueous Aluminum?Manganese Batteries, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03654
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03654
