潘安强/方国赵Small: 用于高效锌离子存储的密堆积晶格平面中的原位缺陷诱导

水系锌离子电池（ZIBs）因其低成本、环保、安全性高而受到广泛关注。ZIBs中许多正极材料的电化学性能在循环过程中经过电化学活化后得到了极大的改善，但其背后的机制仍有待进一步研究。

在此，中南大学潘安强教授、方国赵教授等人报道了水系锌离子电池中氮氧化钒 (VN_xO_y )密堆积晶面中的电化学原位缺陷诱导。

通过理论计算和实验验证，原来的致密结构不适合插入Zn²⁺，而在初始电化学活化后具有高活性并伴随着VN_xO_y密堆积晶面中的原位缺陷诱导并表现出有效的锌离子存储。

图1. VN_xO_y的合成过程及XRD表征

正如预期的那样，电化学活化后的VN_xO_y可以在1 A g^-1下达到231.4 mA hg^-1的高可逆容量，并且在10 A g^-1下循环稳定性高达6000次，容量保持率为 94.3%。此外，3 M ZnSO₄电解液被证明有利于循环稳定性。

这项工作进一步阐明了钒基可充电ZIBs的原理，为理解电化学原位转化以获得用于水系锌离子电池的高活性正极材料提供了新的见解。

图2. VN_xO_y电极的电化学性能

In Situ Defect Induction in Close-Packed Lattice Plane for the Efficient Zinc Ion Storage, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202101944