南京大学金钟课题组JACS：水合共晶电解液和多羰基共轭有机负极实现环境友好型、长循环寿命的锰离子全电池
高分子科学前沿
2025-04-19 07:50
文章摘要
本研究针对水系锰离子电池面临的水系电解液电压窗口有限和缺乏高性能负极活性物质等问题，提出了一种由六氰基铁酸镍正极、3,4,9,10-苝四羧酸二亚胺负极和水合共晶电解液构成的新型锰离子全电池体系。通过调控电解液中的锰盐与乙酰胺摩尔比，实现了稳定的Mn2+溶剂化结构，显著提升了电池的电化学性能。研究团队通过光谱分析与分子动力学模拟揭示了电解液体系的溶剂化结构与氢键网络演化机制，证明了PTCDI负极通过可逆的烯醇化氧化还原反应实现对Mn2+的高效存储。最终构建的全电池展现出1.2 V的电压平台、优异的倍率性能和长循环寿命，为开发高性能、低成本、环境友好的水系锰离子电池提供了新思路。
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