由于鈣的低成本和低氧化還原電位，鈣離子電池（CIBs）被認為是大規模儲能系統有競爭力的候選者，近年來越來越受到關注。然而，CIBs的發展仍處于起步階段，并因缺乏高性能正極材料而受到阻礙。
武漢理工大學麥立強、安琴友等報道了具有Ca2+柱和V5+的偏白鐵礦層狀氧化釩CaV6O16·2.8H2O(CVO)，作為CIBs的正極材料。
得益于大的層間距、柱和水潤滑效應，CVO在50°C和室溫下的放電容量分別為175.2 mAh g-1和131.7 mAh g-1，并在Ca(TFSI)2/二甘醇二甲醚(G2)具有最高的倍率性能(高達1000 mA g-1)和超長的循環壽命(1000次循環)。
此外，作者首次組裝了以CVO為正極材料，Ca金屬為負極的電池，驗證了層狀釩氧化物在Ca金屬電池中的可行性，在該電池中CVO仍可提供 83.4 mAh g-1的放電容量。
進一步，這項工作通過原位X射線衍射、原位傅里葉變換紅外光譜以及非原位X射線光電子能譜證實CVO的Ca2+儲存機制為單相嵌入/脫出反應，具有良好的結構穩定性和可逆性。
此外，密度泛函理論計算表明，Ca2+傾向于沿b方向擴散，在CVO中具有0.36 eV的低能壘。這項工作將CIBs正極材料的性能提升到了一個更高的水平，對加快CIBs的發展具有重要意義。
CaV6O16·2.8H2O with Ca2+ Pillar and Water Lubrication as a High-Rate and Long-Life Cathode Material for Ca-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202113030.
原創文章，作者：v-suan，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/14/0d693df3a1/
