可充电Zn-MnO2电池可以在温和的水溶液中发生可逆插层反应，提高了电池的性能，但存在正极衰减的问题。

近日，中国科学院苏州纳米所李清文研究员，邸江涛研究员报道了通过补充MnO₂在温和的水溶液中的沉积和溶解，成功获得了高耐久、高能量密度的Zn-MnO₂电池。

文章要点

1）研究发现，将Mn²⁺浓度调节到一个临界范围，可以实现MnO₂/Mn₂₊的可逆氧化还原转化，而不涉及析氧过程。从而可以循环利用MnOOH歧化反应产生的副产物（MnOOH→MnO₂+Mn²⁺），使电池具有极高的耐久性（16000次循环没有明显的容量衰减）、高能量密度（602 Wh kg⁻¹，基于正极的活性质量）和高倍率容量（19.5 A g⁻¹下，容量达到430 mAh g⁻¹）。

2）三维碳纳米管泡沫骨架可以适应MnO₂沉积/溶解过程中的体积变化，并提供了有效的电荷和质量传输途径。

本工作为推动温和水溶液中Zn-MnO₂电池的发展提供了一条可行的途径。

参考文献

Xiaofan Shen, et al, Highly Reversible Aqueous Zn-MnO₂ Battery by Supplementing Mn²⁺-Mediated MnO₂ Deposition and Dissolution, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101579

https://doi.org/10.1002/adfm.202101579