摘要：水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有安全性、低成本和环境友好性，成为了电网规模能源存储的有希望的候选者。尤其是二氧化锰（MnO 2）阴极，具有高理论容量和自然丰富性，但受到由Mn 3+物种引起的不可逆Jahn-Teller失真和随后的锰溶解影响，导致容量严重衰退。在此，我们提出了一种创新的轴向压缩应变工程策略，通过在MnO 2晶格中用高度电负性的F −阴离子替代O 2−以应对这一挑战。这种故意的阴离子掺杂有效缩短了轴向Mn-O键，从而直接抑制Jahn-Teller失真。更深层次的是，F −离子的掺入扰乱了e g轨道中的孤立电子占据。在电池放电过程中，电子配置从高自旋 t 2g 3 e g 1 状态转变为更稳定的 t 2g 3 e g 2 配置，这稳定了Mn 3+状态并大幅抑制锰的溶解。因此，掺氟的MnO 2（F‐MnO 2）阴极在2 A g −1条件下经历1000个循环后保持了81%的初始容量。本研究不仅展示了一种有效的阴极材料，还为先进能源存储技术中稳定锰氧化物的晶体结构提供了基础性见解。
Lu等人（Sat，）研究了这个问题。