铈掺杂VO2正极

宽温高比能

铈离子嵌入VO2隧道结构，同步扩大层间距并引入近费米能级电子态，缓解了锌离子电池正极导电性差与扩散慢的问题。

Haozhen, Li · Li, Xiaocheng · 刘娟 · Neng-Wen, Ding · Zhang, Qian · 类淑来 · Dmytro, Sydorov

ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2025

具体参数

比容量

{'zh': '371.4', 'en': '371.4'} mAh g-1

倍率性能

{'zh': '111.2', 'en': '111.2'} mAh g-1

容量保持率

{'zh': '98.2', 'en': '98.2'} %

容量保持率

{'zh': '85', 'en': '85'} %

技术优势

扩散更快

铈掺杂将层间距从3.430 Å扩大到3.933 Å，并降低锌离子与VO2的结合能，锌离子扩散动力学显著改善。

导电性提升

铈离子引入近费米能级电子态，减小带隙，从而降低电子跃迁能垒，提升电子导电性。

循环寿命长

在5.0 A g-1高电流密度下循环2000次后容量保持率仍有85%，远优于未掺杂VO2。

应用场景

• 水系锌离子电池：掺杂正极可提升锌离子电池能量密度与循环寿命，替代现有低容量正极。
• 高比能正极材料：高比容量与倍率性能使电池在轻重载下均能提供更多能量。
• 固态电池正极：层间距扩大有利于离子传输，适用于固态电解质界面，可作固态电池正极。
• 柔性储能器件：水热合成粉体易于涂布柔性集流体，可集成于柔性储能器件。