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柔性水系锌离子电池（AZIB）作为一种有前景的储能设备引起了人们的广泛关注，并在便携式电子设备中展示了潜在的应用，但其容量、稳定性和倍率性能受到正极材料的严重限制。

在此，南京工业大学孙庚志，兰州大学周金元等人提出了一种自发封装和原位相变策略用于构建异质结构的非晶氧化钒@碳/石墨烯（A-VOx@C/G）纳米板，作为高效的 Zn²⁺ 储存正极材料。研究显示，A-VOx 提供了丰富的活性位点，具有快速的离子扩散通道而掺杂 N 的碳封装和交错的石墨烯网络则确保了高效的电子传输。

基于此，所制备的 A-VOx@C/G 实现了出色的电化学性能，在 0.5 A g^-1 电流条件下可实现为 429 mAh g^-1的容量；在 20 A g^-1 电流条件下，容量保持率为 73%（315 mAh g^-1）。此外，由 A-VOx@C/G 正极组装而成的准固态 AZIB 具有很高的柔韧性，可承受较大的机械变形而不会降低性能。

图1. A-VOx@C/G的制备及结构表征

总之，该工作开发出了具有高输出容量、优异循环稳定性和高倍率性能的异质结构 A-VOx@C/G 作为 ZIB 的正极材料。研究发现，VOH 会加速 DA 的聚合，在 GO 纳米片上形成的 VOH@PDA 会热转化为 VN@C/G，VN@C/G 随后会电化学转化为 A-VOx@C/G。

获得的 A-VOx@C/G-3 在 0.5 A g^-1时的比容量为 429 mAh g^-1，在 20 A g^-1 时保持 315 mAh g^-1 的出色倍率性能，以及在 20 A g^-1 时超过 2000 次循环（91%的保持率）的出色循环稳定性。此外，由 A-VOx@C/G-3 正极组装而成的柔性 AZIB 在弯曲后仍能保持良好的电化学性能，显示出其在高效储能方面的巨大潜力。

图2. 电池性能

Heterostructure Design of Amorphous Vanadium Oxides@Carbon/Graphene Nanoplates Boosts Improved Capacity, Cycling Stability and High Rate Performance for Zn²⁺ Storage, Advanced Functional Materials 2024 DOI: 10.1002/adfm.202421857

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2025/02/19/9c0eea0979/

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