湖南工业大学朱裔荣教授Small：原位电氧化激活MnS0.5Se0.5微球的储锌潜能及其机理研究

第一作者：郭晨晨

通讯作者：朱裔荣*

单位：湖南工业大学

近年来，水系锌离子电池（AZIBs）由于其高安全性、环境友好性等特点受到广泛的关注。在目前所研究的正极材料中，硫化锰（MnS）作为一种新型锰基材料，具有较高的电导率和良好的热稳定性。然而，MnS存在倍率性能差和容量衰减快等固有问题。同时，锰基硫族化合物作为正极材料应用于AZIBs中发生的原位电氧化行为及其储能机理尚不明确。因此，提升MnS材料的电化学性能并探索其在AZIBs中的电氧化行为的内在机制和储能机理对于构建高性能的水系锌离子电池具有重要的意义。

鉴于此，湖南工业大学朱裔荣教授等人采用简单的两步水热法成功制备出新型MnS_0.5Se_0.5双阴离子微球，并首次将其作为正极材料应用于AZIBs中。更重要的是，通过一系列电化学动力学分析和非原位表征技术，阐释了MnS_0.5Se_0.5在首次充电过程中的原位电氧化行为和后续充放电过程中H+/Zn2+嵌入/脱嵌的储能机理。并指出，在首次充电过程中，MnS_0.5Se_0.5被原位激活脱硫，S^2-被氧化成Zn₄SO₄(OH)₆·5H₂O（ZHS）或高价硫酸盐（SO₄^2-）。同时，Mn²⁺直接氧化成MnO_x或在ZHS参与下转化成ZnMnO₃（MnS_0.5Se_0.5-EOP）。得益于MnS_0.5Se_0.5-EOP增大的比表面积、缩短的离子传输路径和稳定的层状微球结构，MnS_0.5Se_0.5-EOP//Zn AZIBs展现出良好的电化学性能。该研究不仅为开发新型锰基硫族化合物提供了强大的动力，也为进一步研究和利用原位电化学活化技术来拓展现有储能材料领域提供了一个新的视角。

Activating the MnS_0.5Se_0.5 Microspheres as High-Performance Cathode Materials for Aqueous Zinc-Ion Batteries: Insight into In Situ Electrooxidation Behavior and Energy Storage Mechanisms.

朱裔荣，湖南工业大学材料与先进制造学院教授，工程师，硕士生导师，新能源材料系主任，湖南省杰出青年基金获得者，湖南省优秀博士学位论文获得者，入选全球前2%顶尖科学家终身影响力榜单、株洲市高层次C类人才、湖南工业大学高层次人才。主要研究领域：新能源材料与储能器件（超级电容器、水系电池）。2008年获中南大学应用化学专业工学硕士学位；2008-2012年在株洲宏达电子有限公司从事军用电容器的生产工艺技术和研发工作；2015年获中南大学冶金物理化学专业工学博士学位；2016-2019年在中南大学材料科学与工程博士后流动站工作。主持湖南省杰出青年基金、国家自然科学基金、中国博士后特别资助基金、中国博士后面上基金、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅重点基金及企业科研项目等。以第一或通讯作者在Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials, Energy Storage Materials, Nano-Micro Letters, Small等国内外知名SCI期刊上发表论文50余篇，其中ESI热点论文3篇，ESI高被引论文11篇，论文他引7000余次，H指数48。担任Nanomaterials客座编辑，Battery Energy、Chinese Chemical Letters、Rare Metals、物理化学学报青年编委；担任Advanced Functional Materials, Energy Storage Materials, Small等40余个国内外知名SCI期刊的审稿人。申请及授权国家发明专利10余项。获湖南省国防科技进步三等奖（1/5）、株洲市科技进步三等奖（2/3）等。

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