【钠电池】Nano Energy：MnO2电极，d电子自旋态的离域化

MnO ₂ 由于具有超高的理论容量因而能够用来构建高比能超级电容器。然而，迟缓的离子/电子转移动力学严重限制了MnO ₂ 中Na+的存储。近日，内蒙古大学Haigang Hao、北京化工大学Zhiyu Yang与Yiming Yan等通过简单的Ni掺杂策略实现了MnO ₂ 中Mn位点上d电子的离域化，从而显著改善了其储钠性能。

文章要点

1）研究人员发现Ni ²⁺ 具有与Mn ³⁺ 和Mn ⁴⁺ 相近的离子半径，因此Ni ²⁺ 的掺杂不会对MnO ₂ 的比表面积、晶体结构和形貌造成太大影响。X射线吸收光谱、电子顺磁共振以及磁矩测试的结果证实Ni掺杂的MnO ₂ 材料中存在着d电子的离域化。

2）与MnO ₂ 相比，Ni-MnO ₂ 在1A/g的电流密度下储钠容量高达327F/g，在20A/g的高倍率下容量也有240F/g。密度泛函理论计算表明Ni-MnO ₂ 中的Mn中心表现出39.4%的eg轨道占位率，而MnO ₂ 中的Mn为37.5%。

参考文献

Shuyun Yao et al, Delocalizing the d-electrons spin states of Mn site in MnO2 for anion-intercalation energy storage, Nano Energy, 2022

DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107391

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522004694?dgcid=rss_sd_all#!