理解β-MnO2正极在水系锌电解液中的质子嵌入和新相沉积行为

本文探讨了β-MnO2正极在水系锌电解液中的质子嵌入和新相沉积行为。研究背景指出，随着技术发展和可持续储能需求的增长，水系锌电池因其安全性、成本效益和环境优势而受到关注。研究目的在于揭示β-MnO2在充放电过程中的载流子及Mn2+阳离子的作用。通过原位EQCM-D测试、ssNMR、XRD、TEM和原位pH监测，研究发现β-MnO2的充电机制主要由质子脱/嵌入主导，且在循环过程中观察到新相的形成，这是由于Mn2+的重复电沉积/溶解所致。结论表明，β-MnO2的1×1隧道仅允许裸质子的嵌入，而新相的形成涉及H3O+和H+的插入，增强了电池的循环稳定性。