由于低成本、低安装要求和高安全性的优点，水性可充电电池(arb)是应对未来能源需求压力的理想选择。传统的水电池多集中于单价金属离子，如Li+、Na+、K+等。与一价载体相比，多价阳离子具有转移多个电子的能力，因此可能提供更好的能量存储。迄今为止，基于Zn2+的水性多价离子电池受到了广泛的关注。然而，尽管水镁离子电池(MIBs)和铝离子电池(AIBs)具有独特的优势，但对它们的研究仍然不足。
由南京信息工程大学董盛阳教授领导的研究小组对客体预插层策略感兴趣，该策略通过优化电子结构、调节面间距和改善宿主反应动力学来提高多价离子的存储。他们探索了k离子预插MnO2 (KMO)作为良好正极材料的拓扑mg离子/ al离子存储特性。KMO阴极在1mol /L MgSO4电解质中表现出185 mAh/g的增强可逆容量。即使在10 A/g的超高电流密度下，也可以获得78 mAh/g。经过1000次循环后，其容量保持率可达86.7%，超过了目前报道的大多数MnO2正极材料。此外，KMO还表现出Al3+的存储能力，这意味着KMO在水性铝离子电池中的潜在应用。他们认为这项工作将拓宽多价离子电池在可持续能源存储方面的潜在应用。该研究题为“用于水性多价离子电池的钾离子预插MnO2”，发表在2023年12月1日出版的《光电子前沿》杂志上。
