原位电化学改性的预插层钒青铜水系锌离子电池正极材料（英文）

作者：李建伟; 洪宁云; 罗宁静; 东淏博; 亢立群; 彭正军; 贾国凤; 柴国良^*; 王敏^*; 何冠杰^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(05): 1165-1175.

钒青铜是一种极具潜力的水系锌离子电池正极材料.然而,传统的单离子预插层V2O5材料由于自身结构的限制和储锌过程中发生不可逆的相变使其储锌能力接近上限.本文采用原位阴极氧化法将准层状材料Ca V4O9在特定的电解液中将双离子(Ca2+, Zn2+)引入δ-V2O5晶体骨架中,形成超薄钒青铜材料Ca0.12Zn0.12V2O5·n H2O.该材料表现出超高的能量密度(366 W h kg-1)和功率密度(6627 W kg-1),并在大电流10 A g-1下循环3000圈后可逆比容量仍高达205 m A h g-1.通过多种原位/非原位表征,系统地揭示了材料与Ca2+电解液添加剂的协同作用,使结构、电化学可逆性和反应动力学得到有效提升,并凸显了电解液调控对转化反应过程的重要性.经过理论计算,阐明了双离子预嵌入衍生的“支柱”增强效应、电荷屏蔽效应和调控电子结构对增强电荷储存性能的作用.

• 单位
  中国科学院; 结构化学国家重点实验室