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潘鋒等Nano-Micro Lett.：氧缺陷β-MnO2@GO正極實現高倍率長壽命水系鋅離子電池

近年來，人們對電網規模的電化學儲能產生了濃厚的興趣，其中水系鋅離子電池（AZIBs）受到了廣泛關注。在AZIBs的各種正極材料中，錳氧化物因其高能量密度和低成本而備受矚目。然而，緩慢的反應動力學和較差的循環穩定性阻礙了它們的實際應用。

北京大學深圳研究生院潘鋒、Shunning Li、Qinghe Zhao等人展示了缺陷工程和界面優化的結合使用，可以同時提高MnO₂正極的倍率性能和循環穩定性。

在GO存在的情況下，β-MnO₂在合成過程中會自發地引入氧空位，同時在活性材料上形成涂層。VO在促進電子和質子的轉移方面起著至關重要的作用，可加速充電/放電動力學，而GO涂層則抑制能Mn離子的溶解。

因此，即使在4C的電流密度下循環2000次后，該電極仍顯示出~129.6 mAh g^-1的持續可逆容量，優于最先進的基于MnO₂的正極。

圖1 材料表征

優異的循環穩定性源于表面VO與GO上的醚氧之間的強結合，以及向納米晶Zn_xMn₂O₄相的可控結構演化。

這項工作的結果突出了通過自下而上的合成方法在設計AZIBs電極時集成多種策略的優勢，這將闡明AZIBs在滿足大規模儲能應用的高倍率和長壽命要求方面的可行性。

圖2 電化學性能

Oxygen-Deficient β-MnO₂@Graphene Oxide Cathode for High-Rate and Long-Life Aqueous Zinc Ion Batteries. Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00691-7

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