铝具有高理论比容量和体积能量密度和三价电荷，使铝离子电池成为未来大规模储能的首选技术。阿贡Jun Lu，Ying Bai和中科院Lin Gu团队提出了一种Al / Al(OTF)3-H2O / AlxMnO2·nH2O的水性可充电铝离子电池，该电池不仅实现了Al3+在含水电解质中的可逆脱嵌，而且也是第一次成功地在高氧化还原电位下完成三价反应。研究者通过原位电化学转化反应，在含Al3+水溶液中将H2O和Al3+引入尖晶石Mn3O4中，合成AlxMnO2·nH2O作为正极。正极材料施加高工作电压（1.2V）以容纳Al3+，此外，AlxMnO2·nH2O分子中的含水电解质和结晶水屏蔽了Al3+与主体骨架之间的静电相互作用，从而实现可逆的三价反应。使用含水电解质Al(OTF)3-H2O，AlxMnO2·nH2O正极的可逆放电容量为467 mAh g-1，放电平台为1.2 V，并具有创纪录的高能量密度481 Wh kg-1。水性电解质的高安全性，易于使用的电池组装和低成本的材料 表明这种水性铝离子电池有望用于大规模的能源应用。
Chuan Wu, Sichen Gu, Qinghua Zhang, Ying Bai, Matthew Li, Yifei Yuan, Huali Wang, Xinyu Liu, Yanxia Yuan, Na Zhu, Feng Wu, Hong Li, Lin Gu, Jun Lu, Electrochemically activated spinel manganese oxide for rechargeable aqueous aluminum battery[J], Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-018-07980-7
