胡入丹，孙敬文，刘一凡，钱惺悦，张丽童，朱俊武

(南京理工大学，软化学与功能材料教育部重点实验室，先进微纳米材料及装备协同创新中心，南京 210094)

0 引 言

绿色能源可解决化石燃料带来的能源危机与全球变暖问题，受到了广泛关注[1]。但是，绿色能源的应用常受到其地域性分布和间歇性产生的限制。因此，开发高效的大规模储能器件非常重要[2]。水系锌离子电池(ZIBs)具有高体积能量密度与低成本的优势，是最具应用前景的大规模储能器件[3]。水系ZIBs采用中性(或微酸性)的水溶液作为电解液，具有比有机电解液更快的离子传导速率[4]；水系特性还使ZIBs易于在空气中组装，并赋予其环保、高安全性和低成本的优点；锌金属负极材料具有储量丰富、比容量高(820 mAh·g-1)以及在中性电解液中无枝晶产生的优势[5]。尽管锌离子的半径(0.074 nm)与锂离子的(0.076 nm)相似，但其具有更大的相对原子质量以及更强的储能静电阻力[6]，因此不能将锂离子电池的正极材料直接用于ZIBs。开发适用于ZIBs的正极材料面临巨大的挑战。

迄今为止，许多材料展现了适用于ZIBs正极材料的潜力，例如锰基化合物[7]、钒氧化物[8]、普鲁士蓝类似物[9]。其中，锰基化合物具有能量密度大、自然丰度高、成本低和安全无毒的特点[10]，同时锰的丰富价态使得锰基化合物的晶体结构具有显著的多样性[11]，赋予其很强的容纳离子嵌入的能力。然而，锰基化合物固有的低电导率导致的较差电化学性能限制了其作为ZIBs正极材料的应用[12]。……