揭示层状-隧道状过渡中间相MnO2异常的锌离子存储机制

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。