锰基氧化物以其丰富的丰度、丰富的氧化态和较高的输出电压引起了人们对其用于水系锌离子电池（AZIBs）的极大兴趣。然而，其循环过程中容量的快速衰减严重阻碍了锰基氧化物的进一步发展。

基于此，南洋理工大学楼雄文教授报道了合理设计和制备了一种异质结构Mn₂O₃-ZnMn₂O₄中空八面体（MO-ZMO HOs）作为AZIBs的稳定正极材料。

文章要点

1）整个合成方法包括快速的阳离子交换反应和随后在空气中退火的纳米级收缩过程。

2）得益于独特的组成和结构的协同作用，所制得的MO-ZMO HOs电极的可逆容量高达247.4 mAh g^-1，对应的能量密度高达305.4 Wh kg^-1。此外，MO-ZMO HOs电极还表现出更高的倍率性能和更长的循环寿命，2000次循环后容量保持率达到93.3%，优于MO HOs和ZMO HOs电极。

3）研究人员通过多种非原位表征证实了在MO-ZMO HOs中可逆的Zn²⁺插入和提取反应机理，并验证了其良好的结构稳定性。

本工作为设计和制备高效的中空异质结构AZIBs正极材料提供了新的思路。

参考文献

Yinxiang Zeng, et al, Rationally Designed Mn₂O₃-ZnMn₂O₄ Hollow Heterostructures from Metal-Organic Frameworks for Stable Zn-ion Storage, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202113487

https://doi.org/10.1002/anie.202113487