锌插层水合钒氧化物正极

千次循环容量保持78%

利用锌离子和水分子作为柱撑，将层间距扩大至1.8 nm，促进钙离子的快速扩散并提升结构稳定性，使钙离子电池实现高倍率和长循环寿命。

Chunfang, Wang · Zhang, Shiwei · Lan, Huang · Yuanmin, Zhu · 刘锋 · 王建川 · 谭黎明 · Chunyi, Zhi · Han Cuiping

Rare Metals 2024

参数信息

比容量

213.9 mAh·g⁻¹

容量保持率

78.3 %

层间距

1.8 nm

技术优势

层间距更大，钙离子扩散快

锌离子和水分子的柱撑将层间距扩大至1.8 nm，有利于体积较大的钙离子扩散。

电子传导增强

形成的Zn–O键促进电子转移，提升材料的导电性，有利于高倍率性能。

扩散能垒降低

DFT计算表明，钙离子嵌入过程中锌离子会发生移动，从而降低扩散能垒，促进钙离子扩散。

应用场景

• 钙离子电池：用ZHVO正极组装可逆嵌入钙离子的电池，推动钙离子电池实用化。
• 水系多价离子电池：在水系多价离子电池中，利用该正极材料实现高倍率与长循环。
• 大规模储能：高耐久性正极有助于构建长寿命的大规模储能系统。
• 高安全储能：成功组装水系钙离子电池，从根源上降低安全风险。