双离子共插入可以提高水系锌电池的电化学性能。尽管人们已经在水基锌电池中实现了非金属离子的插入，但非金属离子的共插入化学仍是一个挑战。

近日，南开大学牛志强教授报道了Zn/MnO₂中的H⁺/NH₄⁺离子共插入/提取化学。

文章要点

1）结合各种非原位表征技术和密度泛函理论计算（DFT），研究人员对H⁺/NH₄⁺离子在MnO₂正极中的共插入/提取行为进行了深入的研究。

2）研究发现，由于H⁺和NH₄⁺离子之间的协同作用，H⁺/NH₄⁺离子的共插入增强了载流子扩散动力学，促进了MnO₂结构演化的可逆性。

3）实验结果显示，H⁺/NH₄⁺离子的共插入显著提高了Zn/MnO₂电池的电化学性能，具有优异的倍率性能和长达4000次的循环寿命，在4 A g^-1的大电流密度下容量保持率高达93.3%。

非金属离子共插入化学有望拓宽水系锌电池的研究领域，为提高水系锌电池的电化学性能提供了一种有效策略。

参考文献

Shuai Wang, et al, Non-Metal Ion Co-Insertion Chemistry in Aqueous Zn/MnO₂ Batteries, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202017098

https://doi.org/10.1002/anie.202017098