作为一种潜在的正极材料，锰基硫化物因其在水系锌离子存储中的诸多优势而受到越来越多的关注。
不幸的是，一些挑战，如动力学迟缓、结构不稳定以及在能量存储过程中存在争议的相变机制，阻碍了其实际应用。
基于此，2025年3月17日，湖南工业大学朱裔荣，阿贡国家实验室化学刘同超、Khalil Amine，中南大学邹国强等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Anion Vacancies Coupling with Heterostructures Enable Advanced Aerogel Cathode for Ultrafast Aqueous Zinc-Ion Storage》的研究论文。
在此，受密度泛函理论（DFT）计算的启发，作者设计了一种新型的三维富含硫空位且具有异质结构的MnS/MXene气凝胶，并首次将其用于水系锌离子电池/混合电容器（ZIBs/ZICs）的正极。
得益于硫空位和异质结构的协同改性策略，所构建的MnS/MXene//Zn ZIBs展现出显著增强的电化学性能，尤其是卓越的倍率性能和循环稳定性。
更令人鼓舞的是，组装的MnS/MXene//多孔碳（PC）ZICs表现出超高能量密度、高功率密度和出色的循环寿命。
最值得注意的是，系统的动力学分析、非原位表征和DFT计算表明，MnS/MXene首先不可逆地转化为MnOₓ@ZnMnO₃/MXene，然后从MnOₓ@ZnMnO₃/MXene可逆地转化为MnOOH@ZnMn₂O₄/MXene，伴随着H⁺和Zn²⁺的共嵌入/脱嵌。
本工作中提出的硫空位和异质结构的协同改性策略以及深入的机理研究，为设计和开发水系锌基储能装置中的高性能正极材料提供了宝贵的指导。
Anion Vacancies Coupling with Heterostructures Enable Advanced Aerogel Cathode for Ultrafast Aqueous Zinc-Ion Storage,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202419582
