水系锌离子电池（ZIBs）因其固有的安全性、成本效益和环境友好性而备受关注。然而，常见的锌金属负极存在枝晶形成、自腐蚀和表面钝化等问题，严重阻碍了水系ZIBs的进一步应用。

近日，广东工业大学李成超教授，Yang Yang报道了通过层间工程和苯胺客体在三氧化二钼中间层中的原位碳化相结合的方法，设计了一种新型的层状结构掺氮碳插层的MoO2材料（MoO2@NC），用于水系ZIBs的插层型负极。

文章要点

1）碳层均匀分散在层状MoO₂中作为导电/水泥基体，极大地提高了MoO₂的结构稳定性和导电性，保证了电子和Zn²⁺在高倍率循环过程中的可逆快速传输。

2）非原位X射线衍射(XRD)、非原位X射线光电子能谱(XPS)、非原位高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和扫描电子显微镜(SEM)的表征结果不仅揭示了Zn²⁺在MoO₂@NC骨架中的可逆插层机理，而且证实了其良好的结构稳定性。

3）研究人员成功组装了一种以MoO₂@NC为负极，Zn预嵌Na₃V₂(PO₄)₂O₂F为正极的“摇椅”式锌离子全电池（ZIFB）。该全电池表现出超稳的循环性能，在1 A g^-1的8000次循环中，容量保持率保持在91%。

这种安全性高、稳定性优越、寿命长的电池系统值得大规模推广。

参考文献

Bo Wang, et al, In Situ Carbon Insertion in Laminated Molybdenum Dioxide by Interlayer Engineering Toward Ultrastable “Rocking-Chair” Zinc-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202102827

https://doi.org/10.1002/adfm.202102827