近日，材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Advanced Science（中國(guó)科學(xué)院材料科學(xué)1區(qū)，top期刊，影響因子：15.1）在線(xiàn)刊登了五邑大學(xué)水系儲(chǔ)能材料團(tuán)隊(duì)在水系鋅釩電池研究領(lǐng)域的最新研究成果。我院王付鑫博士、鄭得洲副教授作為共同通訊作者。

儲(chǔ)能材料與系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，其中鋰離子電池以其高能量密度和可逆性能占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，然而鋰資源的匱乏和鋰電池的安全問(wèn)題嚴(yán)重阻礙其可持續(xù)發(fā)展。水系鋅釩電池憑借其環(huán)境友好兼容性和高理論容量有望成為儲(chǔ)能市場(chǎng)的新秀力量，但其正極材料往往存在活性位點(diǎn)不足和動(dòng)力學(xué)遲鈍而導(dǎo)致的容量和循環(huán)耐久性差的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，本團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出并論證了一種協(xié)同氧化還原化學(xué)(CRC)作為“電子載體”的概念，即通過(guò)捕獲/提供電子來(lái)促進(jìn)V2O5的氧化還原，從而促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移。CRC還能引起V2O5中氧空位的增加，并提供了大量的Zn2+存儲(chǔ)位點(diǎn)和離子擴(kuò)散路徑，減少了材料與插層Zn2+之間的靜電相互作用，有效提高了Zn2+的存儲(chǔ)能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。該研究策略有望對(duì)水系電池可逆穩(wěn)定的正極材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

Figure 1：Schematic diagram for working mechanism of CRC in V5+/V4+ and V4+/V3+ redox reactions.

文獻(xiàn)鏈接：

Lijun Zhou, Ping Li, Chenghui Zeng, Ang Yi, Jinhao Xie, Fuxin Wang*, Dezhou Zheng*, Qi Liu, Xihong Lu*. Unraveling the Mechanism of Cooperative Redox Chemistry in High-Efficient Zn2+ Storage of Vanadium Oxide Cathode. Adv. Sci. 2023, 2305749.

https://doi.org/10.1002/advs.202305749