近日，我院柔性电子与生物电子团队张一洲教授和扬州大学的庞欢教授合作在《Angewandte Chemie International Edition》（T1期刊，化学领域顶级期刊，影响因子16.823），发表题为“Co-intercalation of Dual Charge Carriers in Metal-ion-confining Layered Vanadium Oxide Nanobelts for Aqueous Zinc-Ion Batteries”的研究性论文， 张一洲教授和庞欢教授为该论文的共同通讯作者。该论文被选为VIP（Very Important Paper），仅有不到5%的论文能够获得如此积极的评价。
水系锌离子电池是一种很有前途的储能系统。但是，Zn2+的静电斥力大，且在水溶液中高度水化。水合Zn2+在层间的运动阻力较大，导致电化学动力学迟缓。更大的水合离子半径 (4.3 Å) 需要更大的扩散通道，在众多的正极材料中，氧化钒因其开阔的晶体结构为Zn2+提供了足够大的迁移通道。但也存在一些不可忽视的问题，如层状结构不稳定、电子导电性低等，导致循环容量和稳定性差。受限于不稳定的层状结构和低电子传导性，设计高容量和循环稳定性好的钒基材料仍然是一个挑战。
该论文以氧化钒纳米带为模板，在不改变原有形貌的情况下，获得了一系列基于金属离子限域纳米带的纳米材料 (Mx-V6O13, M = Na, K, Ag, Ca, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Fe, Cr, Al,等)，并解释了层间距对电化学性能的影响。得到的Al2.65V6O13·2.07 H2O作为水系锌离子电池（AZIBs），其电化学性能得到显著提高，在1.0 A•g−1时的初始容量达到571.7 mAh•g−1。即使在5.0 A•g−1的高电流密度下，初始容量仍可达到205.7 mAh•g−1，2000次循环后容量保留率高达89.2%。该研究表明，金属离子限域的纳米带可以显著改善储能应用，为提高AZIBs的电化学性能提供了新的途径。
文献链接网址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202216089
