NH4+插层Mo掺杂MnO2阴极实现强键合作用助力超稳定水系锌锰电池(英文)

作者：郑俊杰; 石培; 陈驰^*; 陈鑫; 甘億; 李敬迎; 姚佳; 杨银; 吕琳; 马国坤; 桃李; 汪汉斌; 张军; 沈谅平; 万厚钊^*; 王浩^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(08): 3113-3122.

• ammonium-ion
• MnO_2
• reinforced bonding interaction
• cyclic stability
• zinc-ion battery

水系可充电锌/二氧化锰电池因其成本低廉、能量密度高而引起了广泛关注.然而,缓慢的反应动力学和MnO2阴极的歧化反应以及不可逆的相变现象对其发展造成了严重阻碍.在此,我们选用了Mo掺杂α-MnO2 (MoMnO2)作为阴极材料,通过铵根离子插层机制所形成的N-H…O强键合作用来稳定Mo-MnO2的2×2隧道结构,并且有效抑制了Mn3+溶解,在质子插入/脱出过程中不会引起晶格的畸变,进一步提高了其循环稳定性.获得的Mo-MnO2正极在100 mA g-1时表现出265.2 mA h g-1的高比容量和364.3 W h kg-1的能量密度.在2.0 A g-1下1000次循环后,容量保持率达95.2%.这项工作有助于深入了解非金属阳离子在电极主体材料间的键合作用,为设计具有高能量密度和长期循环能力的水系锌离子电池提供了新思路.

• 单位
  中国科学院