NH₄⁺离子作为电荷载体在水系充电电池中显示出巨大的应用潜力。

近日，东北大学刘晓霞教授，宋禹首次研究了电沉积氧化锰（MnOx）中NH₄⁺的储存化学。

文章要点

1）在稀乙酸铵（NH₄Ac）电解液中，MnO_x在充放电过程中经历了形貌和相变过程（非晶态）。转化后的层状结构MnO_x在0.5 A g^-1的电流密度下具有176 mAh g^-1的高比容量（MnO_x-40），在0.5 M NH₄Ac中表现出良好的循环稳定性，10000次循环中的容量保持率达到94.7％，优于最先进的NH₄⁺主体材料。而高浓度电解质（例如8 M NH₄Ac）会抑制非晶态晶体的转变，并引起MnO_x电极的快速容量衰减。

2）X射线衍射(XRD)和电化学测试表明，NH₄⁺在MnO_x-40中的插入/脱嵌可逆过程与氢键的形成/断裂有关。NH₄⁺在MnO_x-40中的存储伴随着固溶体相变过程，表现出赝电容特征。此外，NH₄⁺在层状MnO₂中的插入具有较低的能垒。

这些发现为基于NH₄⁺的能量存储提供了新的研究原型（即分层MnOx），并有助于对金属氧化物中NH₄⁺的存储机理有基本的了解。

参考文献

Yu Song, et al, Ammonium-Ion Storage in Electrodeposited Manganese Oxides, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202013110

https://doi.org/10.1002/anie.202013110