日益严峻的能源和环境问题推动了高性能储能技术的发展。水系锌离子电池（AZIBs）具有安全、能量密度适中等优点，是最具吸引力的候选电池技术之一。MoO₃具有较高的理论容量和优异的电化学活性，被认为是一种很有前途的具有巨大电势窗口的储能正极材料。然而，MoO₃在水中的电导率低、稳定性差，严重影响了它的广泛应用。

基于此，华中科技大学高义华教授报道了研究了α-MoO₃在不同电解液（ZnCl₂、ZnSO₄、Zn(AC)₂和Zn(OTf)₂）中的稳定性，发现α-MoO₃在Zn(OTf)₂电解液中具有很好的稳定性。

文章要点

1）良好的稳定性源于OTf^-不仅会在静电力的作用下吸附在正极表面，形成局部的贫水环境，而且还会在内部亥姆霍兹层中形成，当大尺寸疏水OTf^-阴离子作为电解质溶质的组成部分时，通过水电离提供更多的H₊（MoO₃在酸性溶液中的溶解度较低）。

2）然后，在α-MoO₃中加入具有良好的金属导电性、还原性和具有赝电容的Ti₃C₂T_x MXene，可以提高MoO_3-x/Mxene纸的导电性，并略微降低亲水性。更重要的是，MXene部分还原了MoO₃中的Mo⁶⁺，导致α-MoO₃存在部分氧空位，这不仅显著增加了层间距，而且大大提高了电化学活性。

3）实验结果显示，MoO_3-x/MXene纸正极提供了非凡的高容量（在0.20 A g^-1时，达到369.8 mAh g^-1）和杰出的循环稳定性（1600次，46.7%的容量保持率）。研究人员通过循环伏安法(CV)和恒电流间歇滴定法(GITT)研究了MoO_3-x/Mxene中的Zn离子扩散和赝电容行为的反应动力学。

4）最后，研究人员利用MoO_3-x/MXene纸阴极、Zn@MXene（MXene电沉积锌）负极、Zn(OTf)₂-聚乙烯醇(PVA)电解液和激光直写技术，组装成ZIMB。结果显示，ZIMB不仅具有超高的循环稳定性（2000次循环后容量保持率为62.7%），而且具有极高的柔性和自愈性能。

这项研究为用于AZIB的高容量、高稳定性和商业化正极材料的设计提供了一种有效策略。

参考文献

Junjie Shi, Yixin Hou, Zunyu Liu, Yifan Zheng, Li Wen, Jun Su, Luying Li, Nishuang Liu, Zhi Zhang and Yihua Gao, The High-Performance MoO_3-x/MXene Cathodes for Zinc-Ion batteries based on oxygen vacancies  and  electrolyte  engineering, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106651

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106651