专为超长循环寿命的快速充电水锌电池设计的 vacancy 工程化钒阴极

《Advanced Functional Materials》：Vacancy-Engineered Vanadium Cathode for Fast-Charging Aqueous Zinc Batteries of Ultra-Long Cycle Life

水系锌离子电池中通过电化学预处理引入Na+空位，有效提升了Zn2+扩散速率和H+共存储能力，实现692.8 mAh g?1高容量及超长循环寿命（75,000+次）。

　　

摘要

水基锌离子电池已成为可持续能源存储领域的有力竞争者；然而，其广泛应用受到锌离子（Zn²⁺）传输速度缓慢以及正极性能不佳的限制。本文报道了一种快速、节能的溶热合成方法用于制备Na₂V₆O₁₆材料，并通过初始电化学处理引入了阳离子空位。这种电化学预处理过程产生了Na?空位，显著增强了锌离子的扩散速率，并实现了锌离子（Zn²⁺）与氢离子（H⁺的协同存储。体外实验和原位操作分析（结合理论和计算研究）证实了Na?空位在促进离子传输和提升电池容量方面的关键作用。经过空位工程处理的正极在100 mA g^{?1?1?1，并且在10 A g?1?1?1?1?1，显示出优异的倍率性能和实际应用潜力。该电池还具有快速充电能力，在12.4秒内即可达到138.2 mAh g?1?1}

利益冲突

不存在需要声明的利益冲突。