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水系鋅離子電池充放電反應(yīng)式（中科大研發(fā)出新型水系鋅離子電池充電僅需 18 秒）

2023-07-11 08:51:21 常識百科 來源：
導(dǎo)讀 本工作發(fā)揮同步輻射光源的綜合性實驗平臺的優(yōu)勢，結(jié)合多種原位與非原位同步輻射譜學(xué)實驗技術(shù)，深入揭示了銨根離子（NH4+）插層后，V2O5 中...

本工作發(fā)揮同步輻射光源的綜合性實驗平臺的優(yōu)勢，結(jié)合多種原位與非原位同步輻射譜學(xué)實驗技術(shù)，深入揭示了銨根離子（NH4+）插層后，V2O5 中 V 3dt2g 軌道占據(jù)的變化，以及充放電過程中的可逆演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，NH4 + 插層在很大程度上誘發(fā)了 V-O 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 Vt2g 軌道中 3dxy 空態(tài)的占據(jù)。這種 Vt2g 軌道占據(jù)極大地提高了材料的電導(dǎo)率，聯(lián)合 NH4 + 插層后拓寬的層間距，從而顯著加速了鋅離子（Zn2+）的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)了鋅離子電池的超高倍率性能。

測試結(jié)果表明，在電流密度為 200 C 時，銨根插層五氧化二釩（NH4+-V2O5）正極材料的比容量仍維持在 100 mA h g-1，且充電時間僅需 18 s。該工作不僅從原子軌道方面對插層型 V2O5 材料中 Zn2 + 儲能機(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能器件中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

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