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柔性水系鋅離子電池（AZIB）作為一種有前景的儲能設(shè)備引起了人們的廣泛關(guān)注，并在便攜式電子設(shè)備中展示了潛在的應(yīng)用，但其容量、穩(wěn)定性和倍率性能受到正極材料的嚴重限制。

在此，南京工業(yè)大學(xué)孫庚志，蘭州大學(xué)周金元等人提出了一種自發(fā)封裝和原位相變策略用于構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)的非晶氧化釩@碳/石墨烯（A-VOx@C/G）納米板，作為高效的 Zn²⁺ 儲存正極材料。研究顯示，A-VOx 提供了豐富的活性位點，具有快速的離子擴散通道而摻雜 N 的碳封裝和交錯的石墨烯網(wǎng)絡(luò)則確保了高效的電子傳輸。

基于此，所制備的 A-VOx@C/G 實現(xiàn)了出色的電化學(xué)性能，在 0.5 A g^-1 電流條件下可實現(xiàn)為 429 mAh g^-1的容量；在 20 A g^-1 電流條件下，容量保持率為 73%（315 mAh g^-1）。此外，由 A-VOx@C/G 正極組裝而成的準固態(tài) AZIB 具有很高的柔韌性，可承受較大的機械變形而不會降低性能。

圖1. A-VOx@C/G的制備及結(jié)構(gòu)表征

總之，該工作開發(fā)出了具有高輸出容量、優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率性能的異質(zhì)結(jié)構(gòu) A-VOx@C/G 作為 ZIB 的正極材料。研究發(fā)現(xiàn)，VOH 會加速 DA 的聚合，在 GO 納米片上形成的 VOH@PDA 會熱轉(zhuǎn)化為 VN@C/G，VN@C/G 隨后會電化學(xué)轉(zhuǎn)化為 A-VOx@C/G。

獲得的 A-VOx@C/G-3 在 0.5 A g^-1時的比容量為 429 mAh g^-1，在 20 A g^-1 時保持 315 mAh g^-1 的出色倍率性能，以及在 20 A g^-1 時超過 2000 次循環(huán)（91%的保持率）的出色循環(huán)穩(wěn)定性。此外，由 A-VOx@C/G-3 正極組裝而成的柔性 AZIB 在彎曲后仍能保持良好的電化學(xué)性能，顯示出其在高效儲能方面的巨大潛力。

圖2. 電池性能

Heterostructure Design of Amorphous Vanadium Oxides@Carbon/Graphene Nanoplates Boosts Improved Capacity, Cycling Stability and High Rate Performance for Zn²⁺ Storage, Advanced Functional Materials 2024 DOI: 10.1002/adfm.202421857

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2025/02/19/9c0eea0979/

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