港大梁耀彰Small Methods: 原位电化学重整的AlxMnO2纳米球正极用于高性能MnO2/Al电池

水系铝离子电池（AAIB）由于其高容量、高安全性和低成本而被认为是大规模储能系统的有希望的候选者，其中MnO₂被证明是一种高性能的正极。然而，MnO₂的频繁结构坍塌限制了这种电池的潜在商业应用。

在此，香港大学梁耀彰（Dennis Y. C. Leung）教授等人针对基于“盐包水”（walt-in-salt）电解液的AAIB，开发了一种原位电化学重整、类似海胆的Al_xMnO₂正极。

这种新型正极由两层组成：外层α-MnO₂纳米棒涂层和内层Mn₂AlO₄纳米花，分别对应于可逆的MnO₂电解和铝离子嵌入/脱嵌反应。受益于这种结构，该正极实现了高铝离子存储容量和1.9 V的高放电电压平台。

图1. 循环α-MnO₂和电化学重整的Al_xMnO₂纳米球

因此，该铝电池在500 mA g^-1的高电流密度下表现出285 mAh g^-1的高比容量和370 Wh kg^-1的高能量密度。在5 A g^-1的超高电流密度下，500次循环后也获得了更高的稳定性和创纪录的容量保持率。

这种高容量和高稳定性的Al_xMnO₂正极将为正极设计的原位电化学转化提供借鉴，从而促进AAIBs的实际应用。

图2. MnO₂ /Al电池的电化学性能

High-Performance MnO₂/Al Battery with In Situ Electrochemically Reformed Al_xMnO₂ Nanosphere Cathode, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100491

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港大梁耀彰Small Methods: 原位电化学重整的AlxMnO2纳米球正极用于高性能MnO2/Al电池

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