复旦大学晁栋梁最新Joule：从理论上"S"光溢彩，到实践"Mn"想成真

本研究背景聚焦于水系锰离子电池（AMIBs）的高能化发展，指出当前负极材料性能瓶颈制约了其实际应用。研究目的是通过硫电极实现AMIBs的高能化，利用硫的高理论比容量和低电极电位优势，结合锰离子的多价态氧化还原特性，构建新型S/MnS||MnO2/Mn2+全电池。研究通过原位XAFS、非原位SXRD等表征技术，揭示了Mn2+-S氧化还原反应的固液固转化机制（S8→S42−→MnS2→MnS），并发现多硫化物中间产物导致的容量衰减问题。通过设计PVA隔膜有效抑制了多硫化物的穿梭效应，提升了电极的可逆性。最终构建的全电池能量密度达396 Wh kg(S+MnO2)−1，在4 A g−1电流下稳定循环800次，为水系锰离子电池的高能化提供了新思路。