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盡管用于可充電水性鋅離子電池（ZIB）的水鈉錳礦正極具有高壓平臺和獨特的層狀結構，可更好地（脫）嵌入鋅離子，但其循環時的結構不穩定和有限的電化學動力學顯著阻礙了進一步應用。

北化工曲晉EnSM：擴散驅動制備富氧空位蛋黃殼結構K-水鈉錳礦@介孔碳納米球用于高能和高功率鋅離子電池

在此，北京化工大學曲晉副教授等人首次通過水熱合成的兩步擴散驅動策略，結合KOH刻蝕合成了具有豐富氧空位的蛋黃殼結構 K-水鈉錳礦（K_0.48Mn₂O₄?0.49H₂O）@介孔碳納米球（KMOH@C）。

KMOH@C中反應離子的遷移受碳殼表面電荷和孔結構的調節，從而使K型水鈉錳礦精確地轉移到中空介孔碳（HMC）納米球中。此外，KOH的刻蝕作用和HMC納米球的限制作用在KMOH中產生了插層K⁺和豐富的氧空位，實現了良好的電化學動力學。同時，HMC納米球還提供了快速的電子/離子傳輸和穩定的K型水鈉錳礦晶體結構。

圖1. 蛋黃殼KMOH@C納米球合成過程示意圖及TEM表征

因此，與報道的正極相比，KMOH@C 表現出優異的電化學性能，在0.5和10 A g^-1 時的可逆容量分別為412.7和122.2 mAh g^-1。

此外，即使在3 A g^-1下循環 6000 次后，也實現了 129.6 mAh g^-1的優異循環性能，表明KMOH@C正極在環保型的水系ZIBs中具有很強的競爭力。

圖2. KMOH@C正極的電化學性能

Diffusion-driven fabrication of yolk-shell structured K-birnessite@mesoporous carbon nanospheres with rich oxygen vacancies for high-energy and high-power zinc-ion batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.021

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