铵（NH₄⁺）离子作为电荷载体在水电池中备受关注。然而，大多数NH₄⁺主体材料仍然受限于相对低的容量。

近日，东北大学刘晓霞教授，宋禹利用电化学方法制备了一种多孔磷酸锰材料[MP-20，(NH₄)_0.27MnO_1.04(PO₄)_0.28]，用于储存NH₄⁺。

文章要点

1）MP-20电极在1 M乙酸铵(NH₄Ac)电解质中在1 A g^-1的电流密度下实现了299.6 mAh g^-1的创纪录高容量。

2）研究人员对这种MP-20电极提出了一种新的NH₄⁺/H⁺共嵌入机理。实验和计算结果表明，电解质-电极界面上乙酸根阴离子和Mn原子之间的配位相互作用在调节Mn位点和周围O原子的电子结构中起着重要作用，这有利于NH₄⁺吸附热力学。

3）研究人员将MP-20与MoO_x负极配对，组装了铵离子全电池，其在283.4 W kg^-1的功率密度下提供了83.6 Wh kg^-1的高能量密度，高于其他报道的水系铵离子电池。

这项研究提供了一种新的NH₄⁺主体材料，并提出了电解质-电极协同效应在铵电池中的重要作用。

参考文献

Duo Yang, et al, Solid-Liquid Interfacial Coordination Chemistry Enables High-Capacity Ammonium Storage in Amorphous Manganese Phosphate, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202207711

https://doi.org/10.1002/anie.202207711