水系鋅離子電池（ZIBs）因其低成本、環保、安全性高而受到廣泛關注。ZIBs中許多正極材料的電化學性能在循環過程中經過電化學活化后得到了極大的改善，但其背后的機制仍有待進一步研究。

在此，中南大學潘安強教授、方國趙教授等人報道了水系鋅離子電池中氮氧化釩 (VN_xO_y )密堆積晶面中的電化學原位缺陷誘導。

通過理論計算和實驗驗證，原來的致密結構不適合插入Zn²⁺，而在初始電化學活化后具有高活性并伴隨著VN_xO_y密堆積晶面中的原位缺陷誘導并表現出有效的鋅離子存儲。

圖1. VN_xO_y的合成過程及XRD表征

正如預期的那樣，電化學活化后的VN_xO_y可以在1 A g^-1下達到231.4 mA hg^-1的高可逆容量，并且在10 A g^-1下循環穩定性高達6000次，容量保持率為 94.3%。此外，3 M ZnSO₄電解液被證明有利于循環穩定性。

這項工作進一步闡明了釩基可充電ZIBs的原理，為理解電化學原位轉化以獲得用于水系鋅離子電池的高活性正極材料提供了新的見解。

圖2. VN_xO_y電極的電化學性能

In Situ Defect Induction in Close-Packed Lattice Plane for the Efficient Zinc Ion Storage, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202101944