促进多价离子存储的有效策略

由于成本低、安装要求低、安全性高等优点，水性充电电池(ARB)为应对未来能源需求压力提供了理想的选择。传统的水系电池大多集中于一价金属离子，如Li +、Na +、 K +。与一价载体相比，多价阳离子具有转移多个电子的能力，从而有可能提供更好的能量存储。迄今为止，基于Zn 2+的水系多价离子电池 受到了广泛关注。然而，尽管水系镁离子电池(MIB)和铝离子电池(AIB)具有独特的优势，但它们的研究仍然不够充分。

中国南京信息工程大学 (NUIST) 董胜阳教授领导的研究人员对客体预插层策略感兴趣，该策略通过优化电子结构、调节晶面间距和改善反应动力学来促进多价离子存储主机的。他们探索了钾离子预插层MnO 2 (KMO)作为有利正极材料的 拓扑镁离子/铝离子存储特性。KMO正极在1 mol/L MgSO 4 电解质中表现出185 mAh/g的增强可逆容量。即使在10 A/g的超高电流密度下，也可以获得78 mAh/g。 更重要的是，在1000次循环后仍能保持86.7%的容量保持率，超过了已报道的大多数MnO 2正极材料。此外，KMO表现出Al 3+存储能力 ，这意味着在水系铝离子电池中的潜在应用。他们认为这项工作将拓宽多价离子电池在可持续能源存储方面的潜在应用。作品题为“ 用于水性多价离子电池的钾离子预嵌入MnO 2 ”发表在Frontiers of Opto electronics (2023年12月1日发表)上。