揭示层状-隧道状过渡中间相MnO2异常的锌离子存储机制
能源学人
2024-10-27 11:18
文章摘要
本文报道了一种层状向隧道状结构相变中间态的MnO2(IS-MnO2),作为水系锌离子电池(AZIBs)的正极材料。研究背景指出,传统MnO2结构中[MnO6]八面体的高度对称性导致Jahn-teller(J-T)效应,影响结构稳定性。为解决这一问题,研究团队开发了IS-MnO2,其结构中存在丰富的两相过渡区,导致[MnO6]八面体单元变形,降低了配位场的几何对称性,从而消除了Mn3+的J-T效应,增强了正极循环稳定性。此外,IS-MnO2中低价态的Mn离子降低了离子嵌入/脱出过程中的静电斥力,提高了电池倍率性能。实验结果表明,IS-MnO2在2 A g-1的电流密度下表现出优异的倍率性能和超过4000次的稳定循环。这项工作为消除Mn3+的J-T效应提供了新思路。
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