星空(中国)一站式服务平台赵毅研究员团队在水系锌离子电池领域取得新进展

水系锌离子电池因其固有的安全性、成本效益、环境友好及能量密度高等特点，被视为极具竞争力的储能器件用于大规模储能和柔性电子等领域。然而，缺乏合适的正极材料限制了锌离子电池的发展。钒基氧化物因其较高的理论容量而在锌离子电池正极研究中备受关注，但是其实际应用仍然受到钒溶解、结构恶化以及反应动力学缓慢等问题的限制。

为了解决这些挑战，星空(中国)一站式服务平台赵毅研究员团队提出一种全新的合成策略，既通过逐步MXene和MOF转换策略，合理构筑具有超薄双碳保护的V₂O₃纳米片，表现出比表面积大、多孔、尺寸小、含量高及内外双碳层等结构优势。作为锌离子电池正极，展现出丰富的活性位点、优异的结构稳定性和卓越的反应动力学，在低电流下实现100%的容量保持率，在50 A g^-1超高电流下表现出402 mA h g^-1的出色倍率性能。该研究表明，合理构建碳基体可以有效抑制钒的溶解、增强结构稳定性、提高赝电容行为并促进离子/电子快速传输，从而显著提高钒氧化物正极的储锌能力。此外，所构建的柔性锌离子电池用于自供能传感体系，成功实现人体生理信号的实时监测，有效拓展其在柔性电子领域的应用。

研究成果以“Stepwise MXene and MOF Conversion Assisted Ultrathin Dual-Carbon Protected V₂O₃ Nanosheets for Ultrafast and Durable Zn-Ion Storage”为题，发表于国际环境能源顶级TOP期刊《Energy & Environmental Science》。星空平台为该研究成果的第一完成单位，海峡柔性电子（未来科技）学院（研究院）赵毅研究员、杨震教授及西北工业大学黄维院士为该论文的共同通讯作者，星空(中国)一站式服务平台硕士生马小林为本文第一作者，博士研究生韩珂和李红星为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、星空平台青年创新团队等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1039/D4EE04387A