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化學(xué)電源作為一種高效,、便捷的能源存儲(chǔ)技術(shù),近年來受到了廣泛關(guān)注,。在各種化學(xué)電源中,,水系鋅電池因其低成本、高比容量和高安全性等優(yōu)勢脫穎而出,。錳基氧化物作為水系鋅電池的理想正極材料,,具有理論比容量較高、生產(chǎn)成本較低,、晶型豐富且綠色環(huán)保等特點(diǎn),。然而,錳基材料也存在導(dǎo)電性差,、電解液離子擴(kuò)散速率低,、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題,限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的進(jìn)一步發(fā)展,。
離子摻雜是一種常見的改性策略,,已有研究表明離子摻雜能夠有效提升錳基材料的導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性。然而,關(guān)于離子摻雜具體的改性機(jī)理,,目前仍缺乏系統(tǒng)的總結(jié)與分析,。基于此,,本篇綜述聚焦于離子摻雜對于水系鋅電池錳基材料的改性機(jī)理,,從“提高導(dǎo)電性、增強(qiáng)電解液離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué),、改善結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,、抑制錳溶解以及抑制不可逆惰性相生成”五個(gè)方面,詳述離子摻雜對提高錳基材料電化學(xué)性能的原理與機(jī)制,,以冀為推動(dòng)水系鋅電池錳基材料的進(jìn)一步發(fā)展提供理論指導(dǎo),。文章最后總結(jié)了當(dāng)前離子摻雜的研究進(jìn)展,并指出了該策略在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn),。比如,,如何科學(xué)選擇摻雜離子、對摻雜離子長循環(huán)過程中的失效機(jī)理研究尚不夠深入等,;同時(shí),,本文強(qiáng)調(diào)指出未來的研究應(yīng)更加注重與DFT等理論計(jì)算的結(jié)合,并開發(fā)利用更多先進(jìn)的原位表征技術(shù),,以優(yōu)化離子摻雜方法,、挖掘其改性機(jī)制,為實(shí)現(xiàn)水系鋅電池錳基材料的高放電比容量,、長循環(huán)穩(wěn)定性,、高負(fù)載量和可折疊性等商業(yè)化目標(biāo)提供重要支持。
該綜述論文以“Review of ion doping and intercalation strategies for advancing manganese-based oxide cathodes in aqueous zinc-ion batteries”為題發(fā)表于納米能源領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊? Nano Energy ?(IF=16.8,中科院一區(qū)),。溫州大學(xué)為第一通訊單位,,我?;膶W(xué)院21級(jí)本科生葉浩潔為第一作者,,我校化材學(xué)院袁一斐,、李彥帥,、何坤教授為通訊作者,相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金,、浙江省杰出青年基金等項(xiàng)目的資助,。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110740
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