通过热电化学方法将V2O5调控为ZnV3O8，实现了超稳定的锌离子电池

《Advanced Energy Materials》：Thermo-Electrochemical Tuning of V2O5 to ZnV3O8 Enables Ultra-Stable Zinc-Ion Battery

锌离子电池阴极材料研究：通过热电化学激活策略制备的缺陷钒基氧化物ZnV3O8显著提升电池性能，容量达302mAh/g，循环稳定超4500次，机理涉及氢掺杂促进离子扩散及结构相变增强稳定性。

　　

摘要

锌离子电池（ZIBs）由于其安全性、成本效益以及丰富的锌资源，正成为一种可行的替代方案。然而，缺乏稳定且高性能的正极材料限制了它们的实际应用。基于钒的材料具有多样的晶体结构和可变的价态，是很有前景的候选材料，但面临离子传输速率慢和电子导电性差等挑战。本研究提出了一种新颖的热电化学激活策略，用于V₂O₅正极，制备出富含缺陷的Zn-V₂O₅（ZnV₃O₈），显著提升了电池性能。经激活处理的正极在0.1 A g^?1电流下的比容量从73 mAh g^?1提升至302 mAh g^?1，并在2 A g^?12+的扩散速率得到改善，第一性原理计算进一步证实了氢离子插层在稳定结构中的作用。激活过程诱导了热力学驱动的相变，生成了ZnV₃O₈，从而实现了更好的离子容纳能力、降低了激活能，并增强了结构稳定性。原位分析进一步阐明了循环过程中的结构和形态变化。本研究强调了热电化学激活作为一种简单有效的途径，对于优化钒氧化物正极的性能具有重要意义，有助于开发具有更高能量密度和循环稳定性的高性能锌离子电池。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。