双缺陷钾锚定钒酸铵

高能长寿命锌电正极

通过钾离子锚定与双缺陷协同调控，在提升电子导电性的同时缓冲储锌过程中的结构形变，实现高比能与长循环。

Zhang, Lang · Ranran, Wang · Mingjun, Wang · 方东 · Jianhong, Yi

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

比容量

{'zh': '350.8', 'en': '350.8'} mAh/g

能量密度

{'zh': '303', 'en': '303'} Wh kg⁻¹

倍率性能提升

{'zh': '109', 'en': '109'} %

容量保持率

{'zh': '55', 'en': '55'} %

循环寿命

{'zh': '1000', 'en': '1000'} cycles

技术优势

容量大幅提升

双缺陷调制显著提高了电容控制的容量贡献，从而在1C下实现350.8 mAh/g的高比容量。

循环稳定性好

K+和NH4+作为层间支柱在长循环后仍稳定存在，使得材料在5C下循环1000次无明显容量衰减。

倍率性能翻倍

与未进行双缺陷调制的KNVOd-1相比，双缺陷调制的KNVOd-2的倍率能力提升了109%。

能量密度高

在1C倍率下，该材料可实现303 Wh kg⁻¹的非凡能量密度，有利于高比能水系锌电池。

应用场景

• 锌离子电池正极：用该粉体直接制备锌离子电池正极，替代导电性差的传统钒酸铵。
• 高能量密度正极材料：以303 Wh kg⁻¹的能量密度提升电池整体比能，适用于高比能需求场景。
• 水系电池：在水系锌电池体系中实现长循环，同时保持高容量和高安全性。
• 层状正极材料：作为层状正极材料，利用双缺陷调制缓冲结构形变，延长循环寿命。