可充电水系锌离子电池（AZIBs）在成本经济和安全运行方面具有极强的竞争力。然而，由于缺乏稳定的锌离子扩散的正极材料，AZIBs的发展受到了极大的阻碍。

近日，中科院上海高等研究院Daming Zhu首次报道了一种简单的隧道状晶体结构的V₅S₈，即使是微米级的，也可以作为一种优良的AZIB插层正极材料，其在0.1 A g⁻¹下的容量达到240 mAh g⁻¹，在10 A g⁻¹的大电流密度下1000次循环后的记录容量保持率为94%（182 mAh g⁻¹）。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算表明，V₅S₈具有很强的金属特性和低跳跃能垒的最佳锌离子扩散路径，明显提高了电子和离子的快速输运能力。当电流密度变化100倍时，其容量保持率达到了80.75%，并进一步证实了超快离子迁移动力学和理想的赝电容行为。

2）研究人员利用原位同步X射线衍射、非原位X射线光电子能谱和密度泛函理论计算，研究了自适应多级离子存储V₅S₈正极的反应机理。这些分析揭示了一种独特的自适应多级离子插入/提取过程（即顺序插入Zn²⁺和^H+，然后同时插入H⁺和Zn²⁺；以及可逆地提取），这是导致V5S8正极具有优异的倍率容量和循环稳定性的原因。

这项工作有望对高性能AZIBs正极的发展起到推动作用。

参考文献

Zhiguo Ren , Yuanhe Sun , Yaru Yin , Jiaqian Zhang , Xiaochuan Ren , Yuanxin Zhao , Zhaofeng Liang , Ping Huai , Fei Song , Zheng Jiang , Wen Wen , Xiaolong Li , Renzhong T ai ,  Daming Zhu , Metallic V₅S₈ Microparticles with Tunnel-Like Structure for High-Rate and Stable Zinc-Ion Energy Storage, Energy Storage Materials (2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.08.026

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.08.026