潘锋等Nano-Micro Lett.：氧缺陷β-MnO2@GO正极实现高倍率长寿命水系锌离子电池

近年来，人们对电网规模的电化学储能产生了浓厚的兴趣，其中水系锌离子电池（AZIBs）受到了广泛关注。在AZIBs的各种正极材料中，锰氧化物因其高能量密度和低成本而备受瞩目。然而，缓慢的反应动力学和较差的循环稳定性阻碍了它们的实际应用。

北京大学深圳研究生院潘锋、Shunning Li、Qinghe Zhao等人展示了缺陷工程和界面优化的结合使用，可以同时提高MnO₂正极的倍率性能和循环稳定性。

在GO存在的情况下，β-MnO₂在合成过程中会自发地引入氧空位，同时在活性材料上形成涂层。VO在促进电子和质子的转移方面起着至关重要的作用，可加速充电/放电动力学，而GO涂层则抑制能Mn离子的溶解。

因此，即使在4C的电流密度下循环2000次后，该电极仍显示出~129.6 mAh g^-1的持续可逆容量，优于最先进的基于MnO₂的正极。

图1 材料表征

优异的循环稳定性源于表面VO与GO上的醚氧之间的强结合，以及向纳米晶Zn_xMn₂O₄相的可控结构演化。

这项工作的结果突出了通过自下而上的合成方法在设计AZIBs电极时集成多种策略的优势，这将阐明AZIBs在满足大规模储能应用的高倍率和长寿命要求方面的可行性。

图2 电化学性能

Oxygen-Deficient β-MnO₂@Graphene Oxide Cathode for High-Rate and Long-Life Aqueous Zinc Ion Batteries. Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00691-7

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潘锋等Nano-Micro Lett.：氧缺陷β-MnO2@GO正极实现高倍率长寿命水系锌离子电池

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