钙离子电池(CIBs)以其高的工作电位和丰富的钙资源引起了人们对其用于储能的广泛兴趣。然而，由于缺乏高电压、高性能的正极材料，CIBs的应用受到了限制。

近日，武汉理工大学安琴友教授，Lei Zhang提出了四种不同晶型的MnO₂（α-，β-，γ相和δ相）作为CIBs的正极材料。

文章要点

1）实验结果显示，δ-MnO₂由于具有较高的钙离子扩散系数和电容贡献，在倍率容量（0.1、0.2、0.5、1 A g^-1的平均放电容量分别为125、118、105、87 mA g^-1）和100 mA g^-1下的125 mAh g^-1的可逆容量方面表现出优异的电化学性能。

2）通过原位/非原位X射线衍射仪、透射电子显微镜和X射线光电子能谱研究了δ-MnO₂的可逆有序-无序转变的钙离子存储机理。此外，还证实了δ-MnO₂在循环过程中容量衰减的主要原因是Mn的溶解，并通过在电解液中预先加入Mn(TfSi)₂来抑制锰的溶解，从而提高了循环稳定性。

本工作将δ-MnO₂作为高性能CIBs正极材料，为CIBs的发展开辟了一条新的道路。

参考文献

Chunli Zuo, et al, MnO₂ Polymorphs as Cathode Materials for Rechargeable Ca-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202202975

https://doi.org/10.1002/adfm.202202975