新型阴极技术提升水系电池性能：更高能量、更长寿命

研究团队采用低成本水热搅拌法，适合大规模生产。

研究人员证实，通过一种新方法，水系锌离子电池可实现长期循环稳定性和更高能量密度。香港理工大学与深圳大学的研究人员采用了一种新型阴极，使水系锌离子电池在宽温范围内均表现出卓越性能。

他们开发了一种新型的K⁺和C3N4共嵌入NH4V4O10（KNVO-C3N4）阴极，用于水系锌离子电池。

创新技术理想适用于寒带电子产品、可穿戴设备及电网储能

该创新技术据称是寒带电子产品、可穿戴设备及电网储能的理想选择。研究团队采用了低成本的水热法和搅拌法，适用于大规模生产。该体系的新一代阴极设计为层状钒酸盐及其他材料的共嵌入策略提供了蓝图。

研究团队强调，未来工作将探索其他共嵌入物质并优化电解质，以适用于更宽的温度范围。

由李自健教授领导的研究工作证实，K⁺和C3N4的共嵌入协同效应显著降低了Zn2+与[VOn]层之间的静电相互作用，提高了比容量和循环稳定性。

稳定、宽温域的阴极

这项发表在《Nano-Micro Letters》上的研究强调，首次合成了具有扩大层间距的K⁺和C3N4共嵌入NVO（KNVO-C3N4）纳米片，以实现高倍率、稳定和宽温域的阴极性能。分子动力学和实验结果证实，存在一个最佳的C3N4含量以实现更高的反应动力学。

研究人员在研究中表示："K⁺和C3N4的共嵌入协同效应显著降低了Zn2+与[VOn]层之间的静电相互作用，提高了比容量和循环稳定性。因此，KNVO-C3N4电极在室温及极端环境下均表现出卓越的电化学性能。"

研究人员补充道："它在室温下展现出优异的倍率性能（在20 A g-1电流密度下为228.4 mAh g-1）、长期循环稳定性（在20 A g-1电流密度下循环10,000次后仍保持174.2 mAh g-1）以及功率/能量密度（在14,200 W kg-1功率密度下为210.0 Wh kg-1）。值得注意的是，它在零下20摄氏度（在20 A g-1电流密度下为111.3 mAh g-1）和60摄氏度（在20 A g-1电流密度下为208.6 mAh g-1）下均表现出卓越的储能性能。"

研究团队声称，他们的策略为开发能够在极端温度下运行的高性能阴极提供了一种新方法。

研究人员还强调，K⁺和C3N4的协同效应降低了静电相互作用，并降低了Zn2+的扩散势垒。
其扩大的层间距（10.62 Å）和增加的氧空位为循环过程中的结构完整性提供了保障。

该研究的分子动力学和实验结果证实，通过改变C3N4含量来调整层间距可有效改善反应动力学。
研究人员也强调，K⁺和C3N4共嵌入的协同效应降低了能量势垒，减少了静电相互作用，并增强了反应动力学和结构稳定性。

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