水系锌离子电池（AZIBs）因其在安全性、成本和可扩展性方面的吸引力而越来越受到大规模储能系统的关注。尽管已经证明具有各种成分的钒氧化物可以可逆地储存锌离子，但它们有限的可循环性，特别是在低电流密度下，以及较差的日历寿命阻碍了它们的广泛实际应用。
韩国建国大学Ki Jae Kim、首尔大学Jang Wook Choi等基于三氟甲磺酸锌(Zn(OTf)2)的水系电解液作为优化的电解液，通过系统地进行一系列实验来阐明层状VO基AZIBs的退化机制。
研究发现，由溶解-沉淀反应形成的电化学惰性ZVO相是水合五氧化二钒(VOX)电极容量衰减的主要来源。
此外，VOX电极上ZVO的形成并不仅仅局限于正极，相反，它与锌金属负极处的腐蚀有关，这会扰乱电解液的pH值，从而阻止VO2(OH)2–溶解的“自限性”性质。另外，作者在存在和不存在Zn金属对电极的情况下，采用不同量电解液进行的一系列实验验证了基于负极和正极之间交叉干扰的解释，特别是考虑到电解液pH值对锌金属负极腐蚀的敏感性。
基于这一教训，作者通过加入耐腐蚀的汞改性锌负极显著提高了循环性能，这再次证实了负极腐蚀对循环寿命影响的重要性，并提供了一种可行的解决方案，尽管必须解决汞的毒性问题。
这项研究的结果为许多基于钒氧化物的AZIBs在低电流密度循环和长期储存期间所报告的不令人满意性能提供了一个合理的解释。此外，将两个电极之间的交叉干扰作为确定影响电池性能的关键因素的重要参数，有望成为推动AZIBs成为大规模储能的可靠系统。
Corrosion as the origin of limited lifetime of vanadium oxide-based aqueous zinc ion batteries. Nature Communications 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-29987-x
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