铝离子电池因其优越的电化学性能、低成本、高安全性而受到广泛关注。为了解决电池性能的限制，探索新型正极材料并了解这些电池的反应机理具有重要意义。在众多候选材料中，多种结构和价态使锰基氧化物成为水系铝离子电池（AAIB）的最佳选择。
近日，河北大学Wenming Zhang，Zhanyu Li，新加坡科技设计大学Hui Ying Yang利用具有丰富氧空位的γ-MnO2制备了锰基水性AIB。
文章要点
1）通过对氧空位的理论计算和测试，研究人员最终得出氧空位可以通过打开MnO6八面体增加新的离子扩散路径来改善H+的反应动力学。
2）这种Al//Ov-MnO2电池在~1.5和~1.0 V处提供两个放电平台。在0.2 A g−1时最高放电比容量可达481.9 mAh g−1，0.4 A g−1 下 200 次循环后的 循环性能保持在126.6 mAh g−1 容量。此外，还进行了一系列异位实验来验证充电/放电机制。
3）最后研究人员发现H+和Al3+共插入机制是MnO2阴极的主要过程。
这项工作为二氧化锰材料在水性 AIB 中的应用提供了见解。
参考文献
Hanqing Gu, et al, Oxygen Vacancies Boosted Proton Intercalation Kinetics for Aqueous Aluminum−Manganese Batteries, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03654
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03654
