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近年來，在弱酸性電解液中充電的鋅離子電池因其高可持續(xù)性、安全性和低成本而引起了人們極大的研究興趣。然而，傳統(tǒng)的鋅離子存儲材料存在比容量不足、反應(yīng)動力學(xué)緩慢或循環(huán)壽命差等問題。

近日，法國保羅·薩巴蒂埃大學(xué)Patrice Simon教授（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Energy Mater.上發(fā)表了題為”Alkali Ions Pre-Intercalated Layered MnO₂ Nanosheet for Zinc-Ions Storage”的研究性論文。

熔鹽法合成過程示意圖

通過在層狀δ-MnO₂(水鈉錳礦)中預(yù)插堿離子和水晶體，用快速熔鹽法制備了具有超薄納米片狀形貌的K_0.27MnO₂·0.54H₂O(KMO)和Na(_0.55Mn₂O₄·1.5H₂O)。

K_0.27MnO₂·0.54H₂O的表征

在這些材料中，堿性離子和水晶體作為柱子來穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)，這使得陽離子能夠在KMO結(jié)構(gòu)中快速擴(kuò)散，從而獲得高功率容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，電化學(xué)石英晶體微天平的測量揭示了KMO在水基鋅離子電池中的電荷儲存機(jī)理。

K_0.27MnO₂·0.54H₂O在電解液中的電化學(xué)表征

Alkali Ions Pre-Intercalated Layered MnO₂ Nanosheet for Zinc-Ions Storage (Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101287)

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法國Patrice Simon教授AEM：層狀MnO2納米片材用于鋅離子存儲

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