水系锰离子电池（MIBs）具有丰度高、成本低、无毒、理论容量高、氧化还原电位低等优点，是一种很有前途的储能系统。传统的MIBs是基于Mn²⁺离子存储机理，但是由于Mn²⁺离子在水溶液中的高电荷密度和较大的溶剂化离子半径，其在正极材料中的容量通常比较有限。

近日，南开大学牛志强教授报道了在水系MIBs中设计了质子插层化学。

文章要点

1）研究发现，层状Al_0.1V₂O₅·1.5H₂O（AlVO）正极具有Mn²⁺和H⁺离子嵌入/提取机制。与传统的Mn²⁺离子存储不同，双载体共插层可以显著提高水系MIBs的电化学性能，如高可逆容量、优异的倍率性能和稳定的循环性能。

2）所构建的Mn||Alvo电池同时具有较高的放电电压和容量，具有较高的比能量(0.5 A g^-1时为342 Wh kg^-1)和功率(10.0 A g^-1时为9764 W kg^-1)。

这项工作将拓宽MIBs的研究领域，并为提高水水系MIBs的电化学性能提供一条途径。

参考文献

Songshan Bi, et al, Proton-Assisted Aqueous Manganese-Ion Battery Chemistry, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202200809

https://doi.org/10.1002/anie.202200809