近年来，基于弱酸性电解液的可充电锌离子电池因其高可持续性、安全性和低成本而引起了人们极大的研究关注。然而，传统的锌离子存储材料存在比容量不足、反应动力学缓慢或循环寿命差等问题。

近日，图卢兹第三大学Patrice Simon报道了通过在层状δ-MnO₂（水钠锰矿）中预插碱离子和水晶体，用快速熔盐法制备了具有超薄纳米片状形貌的K_0.27MnO₂·_0.54H₂O（KMO）和Na_0.55Mn₂O₄·_1.5H₂O。

文章要点

1）在这些材料中，碱性离子和水晶体作为柱体来稳定层状结构，这使得阳离子能够在KMO结构中快速扩散，从而获得高功率容量（10 C下，容量达到90 mAh g⁻¹）和良好的循环稳定性（在10 C倍率下1000次循环后保持率可达90%）。

2）研究人员通过电化学石英晶体微天平（EQCM）的测量揭示了KMO在水系锌离子电池（AZIB）中的电荷储存机理，结合operando X射线衍射技术，循环过程中KMO的电荷储存过程主要是H₃O⁺的(脱)插层和Zn₄(OH)₆(SO₄)·5H₂O固体产物在KMO表面的溶解-析出。

这项研究突出了EQCM技术作为研究电化学储能领域中复杂电荷储存机理的有效工具，有望受到人们的广泛关注。

参考文献

Liyuan Liu, et al, Alkali Ions Pre-Intercalated Layered MnO₂ Nanosheet for Zinc-Ions Storage, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202101287

https://doi.org/10.1002/aenm.202101287