钒氧化物是一类极有前途的可充电锌离子电池正极材料。然而，钒材料固有的低电导率和不稳定的结构往往会导致电池性能的快速退化。

近日，华中科技大学黄亮副教授，美国南卡罗来纳大学Kevin Huang，武汉大学江海峰副研究员报道了采用快速熔盐法制备了一系列富碱金属离子预插层M_xV₃O₈。

文章要点

1）由于K⁺的预插层半径比Li⁺和Na⁺大，因此KVO具有最大的孔道面积，有利于Zn²⁺在孔道内的扩散，从而大大提高了其电化学性能。

2）相应地，KVO正极在0.1 A g⁻¹下的容量为386 mA h g⁻¹，高倍率充电−放电容量为153 mA h g⁻¹，即使在30 A g⁻¹的大电流密度下也表现出良好的长期循环稳定性，10 A g⁻¹循环10000次后容量保持率为88.8%。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，KVO的优异性能归因于其比NaVO和LiVO具有更低的Zn扩散势垒和更高的平均电压。因此，富K离子的预嵌插不仅提高了循环稳定性，而且扩大了V3O8层间可逆锌离子/质子插层的通道。

这项工作的发现有助于开发新的可充电水系ZIBs正极材料。

参考文献

Guoqun Zhang, et al, Rich Alkali Ions Preintercalated Vanadium Oxides for Durable and Fast Zinc-Ion Storage, ACS Energy Lett. 2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00625

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00625