可充电水系锌离子电池（ZIBs）以其低成本、环保的特点，被认为是最有希望实现大规模储能的候选电池之一。然而，开发一种合适的高面积容量的正极并揭示其相关的反应机理仍然具有挑战性。

近日，上海大学Xionggang Lu，程红伟教授，美国阿贡国家实验室陆俊教授报道了将Mg_0.26V₂O₅·0.73H₂O（MVO）纳米带作为ZIBs正极的应用。

文章要点

1）原位FT-IR显示OH伸展方向从3350 cm⁻¹移动到3200 cm⁻¹，相当于Zn²⁺的水化壳层，而原位拉曼光谱表明层间电荷屏蔽效应，这将促进水合Zn²⁺的插层。密度泛函理论表明，水合的Zn²⁺可以降低电极-电解质界面的库仑排斥力，并可以避免水合的Zn²⁺在（脱）嵌入过程中的去溶剂化作用。此外，出色的结构稳定性和较大的层间间距确保了水合Zn²⁺的高度可逆过程（脱嵌/插层）。

2）结果显示，MVO纳米带在0.05 A g^-1时表现出2.12 mAh cm^-2的高面积容量，在10 A g^-1时具有2500次循环的出色循环稳定性，质量负荷为5 mg cm^-2。

Na Wang, et al, Reversible (De)Intercalation of Hydrated Zn²⁺ in  Mg²⁺-Stabilized V₂O₅ Nanobelts with High Areal Capacity, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002293

https://doi.org/10.1002/aenm.202002293