【ITBEAR科技資訊】4月11日消息，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宋禮教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)出具有快速充電性能的銨根插層五氧化二釩鋅離子電池正極材料，相關(guān)成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》上。
在眾多水系鋅離子電池電極材料中，層狀釩氧化物具有晶體結(jié)構(gòu)可調(diào)、容量高等特點(diǎn)，是現(xiàn)階段廣泛研究的正極材料。科研人員發(fā)揮同步輻射光源綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合多種原位與非原位同步輻射譜學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，銨根離子插層在很大程度上誘發(fā)了釩—氧鍵的結(jié)構(gòu)畸變，進(jìn)一步導(dǎo)致電子結(jié)構(gòu)的重排，促使軌道中空態(tài)的占據(jù)。
據(jù)ITBEAR科技資訊了解，這種軌道占據(jù)極大地提高了材料的電導(dǎo)率，聯(lián)合銨根離子插層后拓寬的層間距，從而顯著加速了鋅離子的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了鋅離子電池的超高倍率性能。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電流密度為200倍率時(shí)，銨根插層五氧化二釩正極材料的比容量仍維持在101.0毫安時(shí)每克，且充電時(shí)間僅需18秒。
水系鋅離子電池具有安全、無毒以及較高的理論容量等特點(diǎn)，是目前最具潛力的可持續(xù)儲(chǔ)能技術(shù)之一。該成果不僅從原子軌道方面對(duì)插層型五氧化二釩材料中鋅離子儲(chǔ)能機(jī)制的理解提供了依據(jù)，也為高性能鋅離子電池在快充儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
