使用温和水性电解质的可充电Zn/MnO₂电池因其低成本，高安全性和环境友好性而受到广泛关注。但是，到目前为止，所涉及的电荷存储机制仍然是一个有争议的话题。而且，实际的能量密度和循环稳定性仍然是其应用中的主要问题。近日，中南大学纪效波等人直接使用超长纳米线构建出用于水性锌离子电池（ZIBs）的自支撑α-MnO₂正极，使得整个电池的能量密度很高（384 mWh g^-1）。通过对原位XRD，非原位透射电子显微镜和电化学方法的综合分析表明用于水性ZIBs的α-MnO₂正极存在H⁺/Zn²⁺共嵌的机理。更有趣的是，鉴于Zn²⁺嵌入步骤中发生的显着容量衰减，说明Zn²⁺嵌入的可逆性比H⁺嵌入的可逆性要差，这一点在α-MnO2表面发现了不可逆的ZnMn₂O₄层进一步得到了证明。因此，H⁺嵌入过程实际上在维持Zn/α-MnO₂水系电池的循环性能中起着至关重要的作用。相信这项工作可为水系α-MnO₂的电荷存储机理提供深刻见解，并为设计具有高能量密度和长期循环能力的水系ZIB铺平了道路。

Xu Gao, Hanwen Wu, Wenjie Li, Ye Tian, Yun Zhang, Hao Wu, Li Yang, Guoqiang Zou, Hongshuai Hou, Xiaobo Ji, H+‐Insertion Boosted α‐MnO2 for an Aqueous Zn‐Ion Battery, small 2019

DOI: 10.1002/smll.201905842

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.201905842