水性可充电钠离子电池由于其固有的安全性和充足的钠储备，使其在大规模储能应用中备受关注。近日，中国科学技术大学Hou Zhiguo揭示了水性钠离子电池中Na⁺和H⁺在Na_0.44MnO₂中的竞争嵌入。

本文要点：

1) 虽然隧道型Na_0.44MnO₂阴极具有低成本和高理论容量（120mAh g⁻¹）的特点，但Na_0.44MnO₂在水性电解质中很难获得高于45mAh g⁻¹的容量。这种发现，H⁺和Na⁺之间存在竞争性插入反应，Na⁺的扩散能垒随着Na_0.44MnO₂中Na含量的增加而增加，但质子的情况正好相反。

2) 通过降低Na⁺的扩散能垒和增加质子的扩散能势垒，作者首次在水性电解质中使Na_0.44MnO₂ 具有高达101 mAh g⁻¹的可逆容量。其与醌阳极相结合，全电池具有60 Wh kg⁻¹的高能量密度，并在1 C的速率下经过1200次循环后仍保持85%的容量。

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Xueqian Zhang et.al Revealing the Competitive Intercalation between Na⁺ and H⁺ into Na_0.44MnO₂ in Aqueous Sodium Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202204413

https://doi.org/10.1002/aenm.202204413