文章背景
锂离子储能装置以其高能量密度和高容量在商用电化学储能市场占据主导地位。 然而，它们的进一步大规模应用受到关键元素资源短缺、环境污染和商用锂电池潜在安全性的限制。因此，需要开发环境友好、安全性更高、成本更低的替代储能系统。水系锌离子电池因其电解质离子电导率高、成本低、资源丰富、无毒等优点而受到广泛关注。在锌离子电池中锰基正极表现出典型的综合优势，如环境友好，无毒，高输出电压，现在许多工作集中在Mn基材料的不同晶型( 𝛼、𝛽、𝛾、𝛿、𝜆)，掺杂离子( N、Cu、La、Ca)，及其储能机制，以进一步优化Mn基体系的电化学性能。然而，非晶态Mn基材料在AZIBs中的电荷存储能力的研究却很少被关注。本文设计了一种用于AZIBs的概念性非晶态硼酸锰(记为α-MnBOX)正极材料。硼配体有效地保持了Mn2 +离子的二价态，使α-MnBOX具有3D坚固的多孔结构，具有大的比表面积( 217m2/g)和高的电化学活性。其表现出优异的电化学性能。这项工作将有助于设计和开发具有优异电化学性能的非晶态Mn基材料。
要点分析
要点一：α-MnBOX为非晶态结构，其表面粗糙且多孔，为可逆电化学反应和离子转移提供了足够的暴露表面积；α-MnBOX中存在Mn2+和B4O72-；α-MnBOX中存在大比表面积的微孔，显著超过大多数已报道的Mn基材料。
要点二：水系Zn//α-MnBOX电池倍率性能优秀，所获得的电化学性能远远优于商用𝛽-MnO2材料；在低扫描速率下扩散占主导，在高扫描速率下电容占主导；水系Zn//α-MnBOX电池在20.0A/g的超高电流密度下，超过10,000次循环的比容量保持率接近97.0%，具有优异的耐用性；水系Zn//α-MnBOX电池最大能量密度和功率可以超过或与大多数已报道的锰基正极材料电池的值相当。
要点三：α-MnBOX在锰离子升价之前无法存储电荷，需在第一次循环中生成MnO2，第二次循环后才开始有存储电荷的能力；放电过程中，α-MnBOX电极外部能够部分溶解二价锰离子，并将二价锰离子释放到ZnSO4+MnSO4电解质中形成ZHS相，充电过程中形成无定形二氧化锰和ZnxMnO(OH)2。
要点四：在α-MnBOX电极的储能过程中，出现了Zn2+和H+离子的协同嵌入/脱出行为。
要点五：在放电过程中形成ZHS相，然后，Mn2+通过氧化还原反应与生成的ZHS相相互作用形成ZnxMnO(OH)2相，并在充电过程沉积在电极表面。在随后的充电过程中，锰的价态增加，ZnxMnO(OH)2相的组成发生变化。在随后的放电过程中，ZHS伴随着ZnxMnO(OH)2相的溶解而发生重整。
要点六：随着充放电过程的进行，α-MnBOX表面形成了α-MnO2、ZnxMnO(OH)2和ZHS三种相形成异质结构，并作为储能的活性组分，内层α-MnBOX在初始电化学反应过程中可以作为一个坚固的框架。
要点七：Zn//α-MnBOX电池可通过串联增加工作电压范围；单块电池可为计时器供能，串联的两块电池可为发光手镯和手表供能，串联的三块电池可为手机充电；单块电池可供计时器工作两周；Zn//α-MnBOX电池具有广泛的应用前景。
总结
本文介绍了一种非晶态硼酸锰(记为α-MnBOX)正极材料，α-MnBOX正极材料的充放电过程涉及到两种能量存储模式，H+和Zn2+在α-MnO2相（在充电过程中形成于α-MnBOX正极表面）中嵌入/脱出和ZHS与ZnxMnO(OH)2之间的可逆转化机制。同时，具有大比表面积的内层α-MnBOX在初始储能过程中充当了坚固的骨架。所构建的Zn//α-MnBOX电池表现出优异的能量密度484.2 Wh/kg (在0.3 A/g的电流密度下)，功率密度12 745.3 W/kg (在20.0 A/g的电流密度下)，以及超长循环寿命(经过10000次循环后,比容量保持率接近97.0 %)。且该电池表现出优异的实用性，本文为锌/锰基电池的进一步发展和规模化应用提供了新的机遇。
