张亮/刘铁峰/苏岳锋AFM：局部配位工程实现锌离子电池3500次稳定循环！

水系锌离子电池（AZIBs）在电网规模的储能应用中引起了持续不断的关注。然而，AZIBs的进展在很大程度上受到其反应动力学迟缓和结构可逆性差的困扰，这与水合Zn²⁺的脱溶剂化过程密切相关。

图1. 材料制备及表征

苏州大学张亮、浙江工业大学刘铁峰、北京理工大学苏岳锋等提出了一种局部配位工程的策略，通过用电负性最强的F部分替代O，调整传统α-二氧化锰正极的界面和体表特性，从而有效调节水合Zn²⁺的脱溶剂化过程。

理论和实验结果证实，引入F配位创造了一个更加疏水的表面，由于α-二氧化锰和Zn²⁺之间的静电作用减少，水合Zn²⁺的脱溶剂化过程的活化能障碍明显降低，离子扩散速度加快，从而提高了界面反应动力学。此外，强大的Mn-F键的存在充分抑制了Mn的溶解，加强了对相变的稳定性。

图2. 电化学性能研究

由于这些优点，采用适当的F修饰的α-MnO_1.96F_0.04（MnOF_0.04）组装的AZIBs表现出大幅改善的电化学性能，在低和高电流密度下表现出优越的倍率能力和长期循环稳定性。

具体而言，在0.5A g^-1的低电流密度下，所设计的正极在400次循环后几乎没有容量衰减，而在5 A g^-1的高电流密度下，其长期耐用性超过3500次。总体而言，所提出的调制策略为设计AZIBs及其他的长循环和高能量正极提供了新的机会。

图3. 动力学研究

Facile Zn2+ Desolvation Enabled by Local Coordination Engineering for Long-Cycling Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301648

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张亮/刘铁峰/苏岳锋AFM：局部配位工程实现锌离子电池3500次稳定循环！

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