近年来，MnO2由于成本低廉、高理论容量等优点被作为多种离子电池正极宿主材料而广泛研究，包括应用在Li+、Na+、K+、Zn2+、Mg2+等正极材料，但MnO2材料低的电子/离子电导率、低的可逆放电容量、缓慢的扩散动力学和较差的循环稳定性，限制了其产业化应用潜力。为了解决这些问题，研究者提出了多种性能优化策略，包括金属掺杂、碳包覆、导电高分子包覆、预嵌入、超浓电解液等。其中，“预嵌入策略”是一种通过晶体结构调控正极材料本征电化学性能的有效策略，被广泛应用于多种正极宿主材料的研究，包括钒酸盐、二维过渡族金属硫化物、硒化物等。然而，关于“预嵌入策略”调控MnO2晶体结构及电化学性能之间关系的研究少有人总结和归纳。
图1 预嵌入策略提高MnO2材料性能的作用机制
近期，金沙3354cc深圳研究生院金沙3354cc潘锋教授团队针对低成本电池正极材料MnO2的研究与发展进行总结，对通过合成过程预嵌入离子/分子能等“预嵌入策略”调控和优化MnO2性能与相关机理进行综述及未来研究发展进行展望。文章以“Preintercalation Strategy in Manganese Oxides for Electrochemical Energy Storage: Review and Prospect”为题，发表在国际著名科技期刊Advanced Materials（doi.org/10.1002/adma.202002450，IF=27）上。
MnO2在作为各种电池正极材料时一直存在一些难以解决的问题，包括MnO2的低电导率、低的可逆充放电深度，以及离子晶体结构中扩散动力学缓慢等问题。预嵌入策略在MnO2正极材料应用有积极的作用，包括提高电子/离子电导、促进激活反应活性位点、提高扩散动力学、和提高电化学过程中材料晶体结构的稳定性， 但预嵌入策略所面临的一些挑战，研究团队针对基于该策略研发高性能MnO2材料提出了发展的展望。
该工作是在潘锋教授指导下，由第一作者研究员赵庆贺、硕士生宋奥野和丁收香共同努力一起完成。该工作得到了国家材料基因工程重点研发计划、广东省自然科学基金的大力支持。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202002450
