在过去的5年里，高安全性和低成本的水系锌离子电池（AZIBs）引发了惊人的研究热潮，正在成为电网规模储能的竞争性替代储能技术。然而，这项具有良好应用前景的技术的实际应用仍然受到有限的高性能和低成本的正极材料的严重困扰，这些材料可以实现高能量密度以及长循环稳定性。

近日，山东大学奚宝娟副教授报道了首次合成了氧化钒MgV₂O₆·1.7H₂O纳米带的合成，并将其用作AZIBs的正极材料，其在初始放电过程中表现出非典型的Zn²⁺插层化学和部分但不可逆的Mg²⁺-Zn²⁺离子交换反应。

文章要点

1）由于这种独特的电荷存储机制和坚固的层状结构，MgV₂O₆·1.7H₂O电极实现了425.7 mAh g⁻¹（0.2A g⁻¹）的高度可逆容量，1500次循环（4 A g⁻¹）后没有发生可见的容量衰减的长循环稳定性，以及出色的倍率性能（10 A g−1下，容量达到182.1 mAh g⁻¹），这可以通过在0.6 mV s^-1下具有高达总容量88.4%的容量贡献率的超高插层赝电容反应以及H⁺/Zn²⁺共插入行为来增强。

2）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，MgV₂O₆·nH₂O电极具有较快的离子扩散动力学。

这些结果为设计高性能的氧化钒正极材料提供了关键的指导。

参考文献

Xiao Wang, et al, A High-Rate and Ultrastable Aqueous Zinc-Ion Battery with a Novel MgV₂O₆·1.7H₂O Nanobelt Cathode, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202100318

https://doi.org/10.1002/smll.202100318