文章背景
可充电水系锌离子电池(ZIBs)具有成本低、操作安全性高、环境友好等优点，在大规模储能应用方面具有广阔的前景。目前对ZIBs正极材料的研究表明，与其他正极材料相比，锰基正极材料具有相对较高的能量密度，被认为是ZIBs非常理想的正极材料。然而，锰基材料由于其较高的充放电容量和工作电压，热动力学不稳定性增加，在循环过程中容易导致锰溶解。近年来，由五种或五种以上元素组成的高熵材料作为一种新型材料，具有许多独特的性能。基于此，本文合成了一种原位限域的高熵掺杂氧化物Mn0.85Co0.03Fe0.03 Ni0.03Cu0.03Cr0.03O/C (HE-MnO / C)，并首次将其用作ZIBs的正极材料，从而在晶胞内部形成对锰离子的束缚，抑制了锰的溶解。本文促进了高熵材料的进一步应用，并为ZIBs正极材料的开发提供了新的见解。
原料制备
在制备的PAA-NH4悬浮液中加入六种金属盐(Fe、Co、Ni。Cu、Mn、Cr)。水解后，形成了金属离子附着的网状结构的纳米球。随后，收集上述纳米颗粒，在氩气氛围下进行高温退火，期间PAA在高温下碳化形成碳网络结构。此外，金属盐之间相互融合和收缩形成小颗粒，并被碳网络覆盖和连接，生成HE-MnO/C纳米颗粒。
要点分析
要点一：HE-MnO/C的前驱体为尺寸分布在200 nm左右的纳米球，前驱体形成光滑的多面体状颗粒并附着在碳网络上，颗粒尺寸约为150 nm；由于离子的掺杂，MnO/C的晶格间距略微变大。C、Mn、O、Fe、Co、Ni、Cu和Cr在HE-MnO/C中均匀分布。
要点二：HE-MnO/C具有相对较高的工作电压；HE-MnO/C的容量、倍率性能、循环性能均优于Ni-MnO/C，HE-MnO/C在10 A/g的大电流下，在10000次循环后容量保持率高达92.3 %的高；HE-MnO/C具有更小的阻抗；
要点三：HE-MnO/C的高熵掺杂显著地抑制了材料的溶解，并稳定了电极材料,增强了Mn-O键强度，进一步提升了循环性能。
要点四：初始充电过程，MnO转化为MnOOH和ZnMn3O7，并伴随着Zn4SO4(OH)6⋅5H2O(ZHS)的出现，充电电压升高后这些物质逐渐消失，放电后又开始出现；Co、Ni、Fe、Cu离子价态未发生变化，这些离子在充放电时未参加反应。
要点五：HE-MnO/C比Ni-MnO/C表现出更高的赝电容行为；HE-MnO/C软包电池在不同弯折状态下容量几乎不发生改变，在柔性储能器件中有良好的应用前景。
总结
本文通过高熵掺杂策略制备了HE- MnO/C，并首次成功用作ZIBs的正极材料。得益于高熵材料中不同元素之间的协同作用，不同金属原子紧密排列，增强了Mn-O键的强度，解决了锰的溶解问题。此外，理论计算表明HE-MnO/C中的富氧缺陷加速了离子传输和反应的动力学，有利于进一步提高循环稳定性。因此，HE- MnO/C表现出良好的电化学性能，在10 A/g下循环10000次后容量保持率为92.4 %。此外，HE-MnO/C软包电池在不同弯折状态下都表现出优秀的电化学性能。这项工作为解决锰溶解问题提供了新的参考，并为ZIBs的电极设计开辟了新的途径。
