锂离子电池受到嵌入化学特征的限制已经接近其能量密度的极限。作为锂离子嵌入化学的替代者，多价离子嵌入化学的发展既存在机遇又遇到了一系列挑战，挑战主要来自于多价阳离子与宿主载体之间强烈的静电相互作用造成的缓慢扩散动力学。马里兰大学的王春生教授团队报道了一种基于聚阴离子的坚固晶体结构能够允许Zn²⁺在高工作电压下快速地可逆脱嵌。Zn²⁺中的两个正电荷被V-d和O-p轨道的杂化作用而离域化使得其有效正电荷只有1.336，从而有效促进了Zn²⁺在主体中的扩散迁移。基于此机理的Zn/LiV₂(PO₄)₃水溶液电池工作电压高达1.7V，可以实现与超级电容器相近的功率密度（8000W/kg）和与锂离子电池接近的能量密度（218Wh/kg），循环寿命长达4000周，这些性能超越了之前报道的所有水溶液锌离子电池。凭借水溶液电池固有的安全性和宽温程优势，该水溶液电池有望成为汽车应用的有力候选。

Feng Wang, Enyuan Hu et al, Rechargeable Aqueous Zn2+-Battery with High Power Density and Long Cycle-life

DOI: 10.1039/C8EE01883A

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/EE/C8EE01883A#!divAbstract