来源：X-MOL
多价金属离子储能系统因其固有的安全性和成本效益而成为大规模储能的重要研究重点。其中，水性锌离子电池（AZIBs）由于锌金属负极的高理论容量（820 mAh g−1）和水性电解质固有的不燃性，特别有前景。然而，Zn2+与电解质/正极材料之间的强烈相互作用导致插入和扩散动力学缓慢。本文采用超声波驱动自组装和高温热解相结合的协同策略，合成了多层掺杂镧的 Mn2O3 纳米花结构（US-LMO）。实验表征表明，La3+掺杂有效调节锰价态，富集低价锰物种，同时诱导晶格收缩。这种结构优化减轻了 Zn2+插入/提取过程中的静电排斥效应，并增强了离子扩散。此外，密度泛函理论（DFT）计算表明，镧掺杂可显着提高 Zn2+吸附能至 2.097 eV（而未掺杂体系中的吸附能为 1.455 eV），同时电荷转移量几乎翻了一番。受益于这些协同效应，US-LMO 阴极在 100 mA g−1 时提供 216.25 mAh g−1 的可逆容量，并在 1000 mA g−1 的高电流密度下 3000 次循环后保持 63.9 mAh g−1。这项工作建立了一种通过稀土掺杂定制过渡金属氧化物电子结构的新范式，为推进高性能 AZIB 提供了重要的见解。