水性锌离子电池（AZIBs）是一种极具吸引力的储能技术，其优点是具有高安全性，对环境的影响可以忽略不计。尽管V₂O₅基正极具有很好的应用前景，但钒的溶解是实现其稳定性能面临的主要挑战之一。

近日，北京大学郭少军教授，北京化工大学Bin Xu通过范德华自组装的方法在V₂O₅纳米板表面设计了一层Ti₃C₂T_x Mxene层（VPMX）来抑制电化学过程中钒的溶解，从而极大地提高了锌离子的存储性能。

文章要点

1）与传统的V₂O₅/C复合材料不同， VPMX杂化材料具有三个明显的优点来实现高性能的AZIB：i）正极表面的MXene层保持结构完整性并抑制V的溶解；ii）V₂O₅和Mxene之间的异质界面能够改善宿主电化学动力学；iii）由于VPMX阴极中的润滑水分子，宿主层之间的静电斥力减少，促进了界面锌离子的扩散。

2）结果表明，制备的VPMX正极材料在5000次循环后表现出长期的循环稳定性，超过了其他报道的V₂O₅基材料。特别是，V₂O₅和Mxene之间的异质界面和主体中的润滑水分子可以提高AZIB的倍率性能（243.6 mAh g⁻¹，5.0 A g⁻¹）。

所提出的思想将有助于在水系储能系统中构建一层涂层来抑制钒的溶解，并延长正极寿命。

参考文献

Huan Liu, Van der Waals Interaction-Driven Self-Assembly of V2O5 Nanoplates and MXene for High-Performing Zinc-Ion Batteries by Suppressing Vanadium Dissolution, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04968

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04968