西安建筑科技大學(xué)在水系二次電池關(guān)鍵電極材料設(shè)計(jì)及新體系開發(fā)方面取得重要進(jìn)展

近期，西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院王娟教授團(tuán)隊(duì)青年教師李舒越在水系二次電池關(guān)鍵電極材料設(shè)計(jì)及新體系開發(fā)方面取得重要進(jìn)展，在國際頂級期刊InfoMat上發(fā)表題為“Aqueous decoupling batteries：exploring the role of functional ion-exchange membrane（水系解耦電池：探索功能性離子交換膜的作用）”的綜述論文，青年教師李舒越為該論文的第一作者，西安建筑科技大學(xué)為第一完成單位，吉林大學(xué)為主要合作單位。在能源領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Journal of Power Sources上發(fā)表題為“Unlocking the potential of spinel MnV2O4for highly durable aqueous zinc-ion batteries（原位電化學(xué)誘導(dǎo)非晶態(tài)轉(zhuǎn)變解鎖高性能水系鋅離子電池）”的研究論文，青年教師李舒越為該論文的第一作者兼通訊作者，王娟教授為論文通訊作者，西安建筑科技大學(xué)為論文獨(dú)立完成單位。

水系鋅離子電池（AZIBs）憑借其安全可靠、成本低廉和易于制造等優(yōu)勢吸引了研究者的廣泛關(guān)注，在大規(guī)模儲能及柔性電子設(shè)備中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。在眾多正極材料中，錳基氧化物和釩基氧化物分別因其高工作電壓和高理論比容量而受到關(guān)注，然而，錳氧化物和釩氧化物面臨著元素溶解、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差和動力學(xué)性質(zhì)緩慢等問題，限制了其循環(huán)和倍率性能的進(jìn)一步提升。非晶材料因其各向同性離子擴(kuò)散路徑和豐富的活性位點(diǎn)，而被認(rèn)為是提升材料可逆容量、倍率性能和循環(huán)壽命的有效方法。然而，無定形材料的合成工藝復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。因此，利用簡單有效的合成策略來構(gòu)建具有優(yōu)異儲鋅性能的非晶材料仍然具有挑戰(zhàn)性。論文以低價(jià)態(tài)釩氧化物尖晶石結(jié)構(gòu)MnV2O4為研究對象，提出了一種原位電化學(xué)誘導(dǎo)材料由晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變，解鎖尖晶石結(jié)構(gòu)MnV2O4的鋅離子存儲能力，助力高性能水系鋅離子電池的開發(fā)。該研究為理解材料結(jié)晶性與電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系提供了新的思路，對開發(fā)設(shè)計(jì)具有高容量和穩(wěn)定循環(huán)的水系電池正極材料具有啟發(fā)意義。