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熊勝林/奚寶娟Nano Research：Od-Ce@V2O5實(shí)現(xiàn)高效的水系鋅離子存儲(chǔ)

低成本、環(huán)保的可再充電水系鋅離子電池（AZIBs）受到廣泛關(guān)注，成為儲(chǔ)能系統(tǒng)的候選產(chǎn)品。然而，AZIBs的發(fā)展受到了合適且價(jià)格合理的正極材料的限制。

基于此，山東大學(xué)熊勝林教授和奚寶娟副教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了利用一步水熱處理的雙效策略，制備了插有Ce和引入富氧缺陷的V₂O₅納米帶（O_d-Ce@V₂O₅），以協(xié)同提高電化學(xué)性能。

測試發(fā)現(xiàn)，理想的正極在電流密度為0.5 A·g^-1時(shí)提供了444 mAh·g^-1的可逆容量，并表現(xiàn)出優(yōu)異的庫侖效率，以及非凡的能量密度304.9 Wh·kg^-1。

通過DFT計(jì)算，以探究V₂O₅中Ce摻雜和氧缺陷的雙效應(yīng)策略作用和詳細(xì)的Zn²⁺存儲(chǔ)機(jī)制。

值得注意的是，從O_d-Ce@V₂O₅和V₂O₅之間的不同結(jié)構(gòu)和電荷密度，可直觀地觀察到Zn²⁺插層在基體晶格中的狀態(tài)。

幾乎沒有電子從Zn²⁺遷移到氧，所以大部分電荷集中在O_d-Ce@V₂O₅中的缺陷位點(diǎn)附近。

在純V₂O₅中，有更多的電子從Zn²⁺轉(zhuǎn)移到晶格氧，因此更多的電荷聚集在氧附近。O_d-Ce@V₂O₅（-0.511 eV）的吸附能低于V₂O₅（-3.45 eV）的吸附能。

因此，Zn²⁺與O_d-Ce@V₂O₅之間的相互作用較弱。適當(dāng)?shù)奈侥苁筞n²⁺容易釋放，表明O_d-Ce@V₂O₅正極是Zn²⁺可逆吸附/解吸的極好宿主。

但是，純V₂O₅與Zn²⁺客體吸附的較高吉布斯自由能，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)可逆性較差。

Introducing Ce ions and oxygen defects into V₂O₅ nanoribbons for efficient aqueous zinc ion storage. Nano Res., 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4990-2.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-4990-2.

原創(chuàng)文章，作者：華算老司機(jī)，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2022/11/08/4aa1a2b1f6/

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