水溶液锂电池由于受到嵌入式化学的限制已经接近其能量密度和功率密度的极限。值得注意的是，转化反应能够增加额外的容量从而能够突破锂离子电池容量天花板的局限。然而，转化反应只能够发生在有机电解液中，类似的氧化还原反应在水溶液锂电池中尚未有报道。最近，滑铁卢大学的Pu Chen 等研究发现晶态LiMn₂O₄（cLMO）和半晶态MnO₂（scMO）之间存在着巨大的功函数差值，这种差异使得MnO₂的能带向界面处弯曲。因此，自由电子积累在scMO上，从而能够诱导scMO与Li⁺在水溶液介质中发生可逆的转化反应。基于上述机理，他们以中空多孔的cLMO-scMO复合材料作为正极材料组装了杂化水溶液锂电池。该电池在宽温程工作范围内能够稳定循环3000周，同时表现出超高的能量密度和功率密度。更重要的是，同样的转化反应机制也可以在LiCoO₂中实现，使得在传统的过渡金属氧化物体系中实现超高能量功率密度成为了可能。

Jian Zhi, Shenkai Li et al, Unveiling Conversion Reaction on Intercalation‐Based Transition Metal Oxides for High Power, High Energy Aqueous Lithium Battery

DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201802254

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201802254?af=R