成果简介

层状二氧化锰作为水基锌离子电池（AZIBs）最有前途的阴极材料之一被深入研究，但其商业化却因内在电子传导性差和充放电循环中结构稳定性不理想等难题而受到严重阻碍。本文，安徽大学Fangcai Zheng等研究人员在《Small》期刊发表名为“Highly Flexible K-Intercalated MnO2/Carbon Membrane for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Battery Cathode”的论文，实验室制备的具有高电导率的柔性碳膜首先用作基质，以生成超薄δ-MnO2，其层间间距在K-插层的诱导下增大，从而有可能缓解H/Zn^++2+共插层造成的结构破坏，在1000次循环中获得了3Ag-1的190 mAh g-1高可逆容量。

原位/原位表征和电化学分析证实，扩大的层间距可以为δ-MnO2结构中H/Zn+2+的可逆脱嵌/嵌入提供自由空间，H/Zn+2+共插层机制有助于增强层状K插层δ-MnO+2中的电荷存储。这项工作为构建高性能AZIB的柔性碳膜阴极提供了一种可行的方法。

图文导读

图1、制备KMO/CNF及灵活性示意图。

图2、a） KMO/CNFs和KMO的XRD图谱。b） KMO/CNFs的氮吸附-解吸等温线和相应的孔径分布曲线。c） KMO/CNFs的TGA曲线。d） KMO/CNFs和KMO的Mn2p、e）O1s和f）K2p XPS光谱。

图3、KMO/CNF的形态学特征。

图4、AZIB的电化学性能

图5、a) KMO/CNFs在0.7-1.8V（对Zn/Zn2+）和0.2A g-1的最初两个循环中的原位XRD图案和GCD曲线。c) Mn 2p和d) O 1s的原位XPS光谱。e) KMO中储锌的H/Zn+2+储存机制示意图。

图6、放电-充电过程后KMO/CNF的形态特征

小结

综上所述，研究报告了在多孔碳膜上用超薄的K插层δ-MnO+2构建柔性AZIBs阴极的简便策略。本文为构建高性能AZIBs的柔性碳膜基阴极提供了一种合理的方法。

文献：

https://doi.org/10.1002/smll.202205544