团队介绍了VO₂@VS₂一步水热合成，用于稳定高效的锌离子存储

青岛大学的研究人员合成了VO2@VS2使用一步水热工艺制备空心纳米球，为锌离子电池创造了一种高效的阴极材料。这种强大的异质结构显著提高了电池性能，可提供468 mAh g−1的可逆容量，并在1000次循环后保持85%的保留率

这种纳米材料的独特结构有助于更快地传输锌离子，增强电化学稳定性，延长循环寿命，为传统锂离子电池提供了一种可持续且经济高效的替代方案。这一进步为更高效、更安全、更环保的储能系统铺平了道路，这些储能系统对电动汽车和电网存储等应用至关重要

这项工作发表在《材料期货》杂志上

锌离子电池（ZIB）因其安全性、成本和环保性，在先进的储能系统中是锂离子电池的有前景的替代品。对于电动汽车和电网储能等大规模储能应用，锌含量丰富，无毒，可以在水性电解质中运行。然而，阴极材料极大地影响了ZIB的容量、倍率性能和循环寿命

二氧化钒（VO2）因其高理论容量和锌离子插入/提取而成为一种流行的ZIB阴极材料。然而，VO2的电导率低，性能较差，限制了其在高性能电池中的实际应用。通过将VO2与二硫化钒（VS2）等高导电材料结合，可以克服这一限制

VS2具有几个优点，包括具有宽层间间距的分层结构、促进锌离子快速扩散和优异的导电性。VO2和VS2的结合不仅增强了电子传导性和锌离子插入/提取能力，而且提高了长期循环过程中的结构稳定性。异质VO2/VS2界面提供了足够的活性位点并调节了电子结构，从而实现了由伪电容行为主导的高锌离子存储容量

理论分析进一步强调了锌离子反应动力学的前景VO2@VS2，将其定位为在实际储能系统中具有潜在应用的高容量锌离子电池的有力候选者

尽管电化学性能很有希望VO2@VS2空心纳米球，需要进一步改进以应对潜在的挑战。一个方向是优化异质界面结构，以增强锌离子扩散和电荷转移动力学。此外，可以探索掺杂策略来提高材料的结构稳定性和循环耐久性。这些进步将为VO2@VS2成为高性能水性锌离子电池的更可行的候选者

通过将一步水热合成与详细的电化学分析相结合，VO2@VS2空心纳米球成为锌离子电池极有前景的阴极材料。本研究提供了一种通用的界面异质结构策略，可以显著提高电荷转移、锌离子存储和循环稳定性。本研究总结了VO2@VS2作为下一代储能应用中锌离子电池的高性能、环保阴极 More information: Enyan Zhao et al, Heterostructure VO2@VS2 tailored by one-step hydrothermal synthesis for stable and highly efficient Zn-ion storage, Materials Futures (2024). DOI: 10.1088/2752-5724/ad778d