近日，色情网站 、柔性电子全国重点实验室马延文教授、赵进教授团队在水系锌离子电池领域取得了最新研究进展，相关成果以“Phase-Transition Intervention Engineered Amorphous Vanadium Oxide for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries”为题发表在国际学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》）上。重点实验室马延文教授、赵进教授和陈剑宇副教授为论文共同通讯作者，博士后何倩和阿卜杜拉国王科技大学博士后王翌州为论文共同第一作者。
水系锌离子电池（AZIBs）因具有高安全性、环境友好性和低成本等优势，在大规模储能领域展现出广阔应用前景。其中，钒基材料因储量丰富、成本低廉及多价态带来的高理论比容量等优势表现突出。但结晶态钒氧化物与Zn2+间的强静电作用会减缓离子传输、破坏结构稳定。无定形/非晶态钒氧化物（AVO）凭借其无序结构具有各向同性离子扩散通道和丰富活性位点优势，但仍面临热力学不稳定、电导率低及易溶解等挑战，解决这些问题对于实现AZIBs的实际应用至关重要。
针对上述问题，研究团队创新性地提出了“相变干预”策略，通过将聚苯胺分子插入层状水合五氧化二钒中，经高温处理使聚苯胺原位碳化为氮掺杂碳层，同时干预氧化钒的高温相变过程，成功构建了非晶氧化钒和氮掺杂碳层层堆叠和包覆的复合正极材料（AVO@NC）。该结构中，氮掺杂碳层不仅提升了材料导电性和结构稳定性，还有效抑制了氧化钒在水系电解液中的溶解。结果表明，AVO@NC-80正极在0.1 A g⁻¹电流密度下容量高达390.5 mAh g⁻¹，在20.0 A g⁻¹的高电流密度下仍保持329.9 mAh g⁻¹的容量，展现出优异的倍率性能。同时，该正极在1.0 A g⁻¹下循环500次后容量保持率达99.5%，在10.0 A g⁻¹下循环5000次后仍保持91.7%的容量，显示出卓越的循环稳定性。该研究为无定形储能材料的设计提供了新思路，对推动高性能水系锌离子电池的发展具有重要指导意义。
基于相变干预策略构建的非晶氧化钒/氮掺杂碳复合正极及其在AZIBs中的结构优势示意图。
原文链接：//doi.org/10.1002/anie.202517305
（撰稿：赵进 编辑：陈宁娜 审核:凌海峰）