阳离子多孔有机聚合物与?-MnO2的原位复合材料作为水系锌离子电池的正极材料

《Advanced Functional Materials》：In situ Composite of Cationic Porous Organic Polymers and ?-MnO2 as Cathode Materials for Aqueous Zinc Ion Batterys

锰基氧化物作为水系锌离子电池阴极材料，其循环稳定性受反应动力学迟缓及锰溶解制约。本研究采用原位复合法制备了CN-POP@MnO2和PN-POP@MnO2两种复合阴极材料，其中吡啶阳离子多孔有机聚合物（iPOPs）骨架有效抑制了材料结构坍塌，其离子位点与刚性网络共同破坏水合锌离子的配位环境，显著提升反应动力学并降低极化现象。基于PN-POP@MnO2的电池在1 C倍率下循环1500次后容量保持率高达96 mAh g-1，容量衰减率仅0.017%/次。

　　

摘要

基于锰的氧化物由于其高能量密度和低成本，成为水系锌离子电池（AZIBs）中有前景的正极材料。然而，循环稳定性受到缓慢的反应动力学以及锰溶解的严重限制。在这项工作中，通过原位复合方法制备了两种吡啶离子多孔有机聚合物（iPOPs）与?-MnO₂复合的正极材料，即CN-POP@MnO₂和PN-POP@MnO₂。iPOPs的稳定骨架有效防止了正极结构的坍塌。其离子位点和刚性网络框架共同作用，破坏了水合锌离子的配位环境，从而加速了反应动力学并降低了正极极化。因此，基于CN-POP@MnO₂和PN-POP@MnO₂正极的电池表现出优异的电化学性能。特别是对于基于PN-POP的电池，在1 C电流下经过1500次循环后，其比容量仍保持在约96 mAh g^?1，且每次循环的容量衰减率为0.017%。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。