水系可充电锌离子电池(ZIBs)具有高丰度,适合大量生产,低成本,无毒以及低氧化还原电位等优势,是锂离子电池的潜在替代产品。其中,具有多价态和开放框架晶体结构的钒基化合物在高性能ZIBs的电极材料方面具有巨大的潜力。但其电极与电解质之间的界面处的电荷和物质传递问题对ZIBs中的能量转换和存储过程至关重要。然而可以通过设计有利于物质转移的独特纳米结构来应对这一挑战。基于此,复旦大学沈建锋和叶明新等人制备了新颖圆形具有古代铜钱结构的新纳苏石型二氧化钒(VO2)纳米板,具有优异的储锌性能。
本文要点:
1) 为了增强电极表面的传质,通过局部奥斯特瓦尔德(Ostwald)熟化的溶出-再生长策略设计并合成了具有中国古代铜钱形状的新型VO2纳米板。
2) 得益于这种独特的结构,用于ZIBs作为正极时,表现出高比容量和出色的循环稳定性。
3) 在0.1 A g-1时达到394 mA h g-1,即使在3 A g-1的高电流密度下也保持在183.9 mA h g-1。同时,在3 A g-1下经过1200次循环后,可保持81.2%的惊优异容量保持率。
Ziyi Cao, et al., Localized Ostwald Ripening Guided Dissolution/Regrowth to Ancient Chinese Coin‐shaped VO2 Nanoplates with Enhanced Mass Transfer for Zinc Ion Storage, Adv. Funct. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adfm.202000472
https://doi.org/10.1002/adfm.202000472

