作用原理：氧空位打破晶格电荷平衡，产生自由载流子，大幅提升 MnO 的电子电导率（从 10⁻⁸ S/cm 提升至 10⁻³ S/cm 量级）；同时，氧空位可降低离子嵌入势垒，构建三维离子扩散通道，加速 Li⁺/Zn²⁺的迁移速率。
对电化学性能的影响
提升比容量：氧空位作为额外的活性位点，参与氧化还原反应，使 MnO 的实际容量接近 756 mAh/g 的理论值；
优化倍率性能：离子扩散系数提升 1~2 个数量级，在 2 A/g 高电流密度下仍保持 80% 以上的容量保持率；
缓解体积膨胀：氧空位可调控 Mn-O 键强度，抑制充放电过程中晶格的剧烈形变，减少结构坍塌。
作用原理：锰空位通过电荷重排诱导晶格应力，抑制 Mn³⁺的 Jahn-Teller 畸变（MnO 充放电过程中易生成 Mn³⁺，其畸变会导致晶格开裂）；同时，锰空位可形成路易斯酸碱对，增强对金属离子的吸附能力。
对电化学性能的影响
提升循环稳定性：抑制 Mn²⁺的溶解流失，在水系锌离子电池中循环 1000 次后容量保持率从 60% 提升至 85% 以上；
增强催化活性：锰空位作为催化活性中心，可降低氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）的过电位，提升 MnO 基催化剂的催化效率。
作用原理：高价金属离子掺杂会产生电荷失衡，为维持电中性，晶格会自发形成氧空位补偿电荷；同时，掺杂离子与 Mn²⁺的半径差异会引入晶格畸变，抑制晶粒长大并增加晶界数量。
典型效果：Al³⁺掺杂 MnO 后，氧空位浓度提升 3 倍，在锂离子电池中 500 次循环容量保持率达 90%，远高于纯 MnO 的 55%。
作用原理：纳米 MnO 的晶界密度大幅提升，晶界处原子排列无序，为离子迁移提供快速通道；位错可缓解充放电过程中的体积应力，防止活性材料粉化脱落。
对电化学性能的影响：纳米片状 MnO 的晶界丰富，离子扩散路径缩短至 10~50 nm，倍率性能显著提升，在 5 A/g 电流密度下容量可达 200 mAh/g 以上，而块体 MnO 几乎无容量输出。
低浓度缺陷：活性位点与扩散通道不足，电化学性能提升有限；
**浓度缺陷：氧空位浓度控制在 5%~10%、锰空位浓度≤3% 时，容量、倍率、循环稳定性达到**平衡；
过量缺陷：晶格无序度增加，Mn²⁺溶解加剧，容量衰减速率加快。
氧空位 + 掺杂缺陷：同步提升电导与结构稳定性，适用于高倍率动力电池；
锰空位 + 晶界缺陷：增强抗溶解能力与离子扩散速率，适配水系锌离子电池长循环场景；
案例：Vₒ-Al³⁺协同改性 MnO@C 复合材料，在水系锌离子电池中 2 A/g 下循环 3000 次容量保持率达 92%。
| 缺陷类型 | 核心表征手段 | 特征信号 |
|---|---|---|
| 氧空位（Vₒ） | X 射线光电子能谱（XPS）、电子顺磁共振（EPR） | XPS O 1s 峰分裂为晶格氧与缺陷氧；EPR 在 g≈2.003 处出现特征峰 |
| 锰空位（V_Mn） | X 射线吸收光谱（XAS）、拉曼光谱 | XAS 中 Mn-K 边吸收边位移；拉曼峰宽化且红移 |
| 掺杂缺陷 | 电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、透射电镜（TEM） | ICP 检测掺杂元素含量；TEM 观察晶格畸变 |
| 晶界 / 位错 | 高分辨 TEM（HRTEM）、XRD | HRTEM 可见晶界与位错线；XRD 峰宽化（谢乐公式计算晶粒尺寸） |
化学法：还原气氛焙烧（H₂/Ar 混合气氛）、金属有机框架（MOF）衍生法、掺杂改性；
物理法：高能球磨、等离子体处理、紫外光辐照；
电化学法：原位充放电活化，通过离子脱嵌诱导缺陷生成。