近日，鄭州大學材料科學與工程學院張佳楠教授帶領的先進能源催化功能材料課題組在國際著名期刊《Energy & Environmental Materials》上(IF＝13.443)發(fā)表題為“Cs-Induced Phase-Transformation of Vanadium Oxide for High Performance Zinc-Ion Batteries”的原創(chuàng)性研究論文。張佳楠教授為論文通訊作者，曲干副教授為論文第一作者，鄭州大學材料科學與工程學院為第一作者單位和通訊單位。
在“雙碳”目標的背景下,儲能作為構建零碳電力系統(tǒng)的關鍵組成部分,迎來了重大的發(fā)展機遇，大規(guī)模儲能技術是解決可再生能源并網發(fā)電的關鍵核心技術。其中，二次水系鋅離子電池(ZIBs)具有價格低廉、無環(huán)境污染、安全性好、可靠性高、制作簡單和維護方便等特點，能夠滿足規(guī)模化儲能的基本要求，在電網級別的大規(guī)模儲能體系中具有廣闊的應用前景，但ZIBs的發(fā)展一直存在缺乏高比容量和超長壽命正極材料的難題。為了解決這一難題本論文研究和制備了應用于ZIBs的六方Cs0.3V2O5正極材料。與傳統(tǒng)的釩氧化物正極材料相比，Cs的引入改變了原子的周期性排列，不僅穩(wěn)定了開放的骨架結構，而且有利于Zn2+的擴散，降低遷移能壘，使得該材料在0.1 A g?1下實現(xiàn)了543.8 m Ah g-1的高比容量，超過了目前多數(shù)已報道的 ZIBs正極材料。在2 A g?1下，實現(xiàn)了超過1000次的循環(huán)壽命，且容量保持率高達87.8％。此外，本課題組還通過一系列技術揭示了形態(tài)演化和能量儲存機制。這項工作開辟了一種制備六方氧化釩的相工程新策略，并闡明了相工程正極材料在ZIBs中的作用機制，這項研究為開發(fā)ZIBs用高比容量和超長壽命新型正極材料奠定了理論基礎。
近年來，該團隊圍繞先進能源催化功能材料的合成與性能研究方面開展了大量工作，并取得了一系列的創(chuàng)新成果（Energy Envrion. Mater. 2022, doi:10.1002/eem2.12502; Energy Environ. Sci. 2022, 15, 771-779; Energy Storage Mater. 2022, 46, 322-328），獲得了同行的廣泛好評。這些研究得到國家自然科學基金項目、鄭州大學杰出青年創(chuàng)新團隊和高層次人才專項青年人才支持計劃的資助。
全文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12502