近日,，我校材料科學與工程學院冶金工程專業(yè)碩士研究生王旭日在材料領(lǐng)域頂級期刊Advanced Functional Materials在線發(fā)表了題為Magnesium Ion Doping and Micro-structural Engineering Assist NH4V4O10 as A High-performance Aqueous Zinc Ion Battery Cathode的研究論文,。江蘇大學為論文第一完成單位，王旭日為論文第一作者,，我校劉云建教授與山東高等技術(shù)研究院郭瑞強教授,、廣東工業(yè)大學李成超教授為共同通訊作者,。
近期，水系鋅離子電池作為最具潛力的鋰離子電池替代品之一,，受到廣泛關(guān)注,。在水性鋅離子電池的設(shè)計中，陰極材料是限制電池整體容量的關(guān)鍵部件,。層狀釩酸銨材料由于其小分子量和大離子半徑而表現(xiàn)出顯著的質(zhì)量比容量和離子傳輸速率，而Zn2+和V-O間的強靜電相互作用以及N-H.…O鍵的脆弱離子鍵阻礙了它們的發(fā)展,。在該工作中,，劉云建團隊創(chuàng)新性地設(shè)計了具有3D花瓣狀形貌的Mg2+摻雜NH4V4O10正極材料，以降低遷移能壘并抑制胺的溶解,。
由于三維花狀形態(tài)以及Mg2+和結(jié)構(gòu)水的共同作用,，Zn2+和V-O間的靜電相互作用減弱，并構(gòu)建了額外的離子通道,，降低了鋅離子遷移能壘,。預插層的Mg2+增強了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并抑制了不可逆脫氨過程,，使該材料獲得優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,。實驗數(shù)據(jù)表明，適量的Mg2+摻雜可以顯著提高NH4V4O10正極材料的放電容量,、循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能,。改性后的NH4V4O10正極材料，展現(xiàn)出優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性（在10A g-1電流密度下經(jīng)過5000次循環(huán)后具有90.2%的容量保持率）及良好的倍率性能（25A g-1電流密度下放電比容量達到118mAh g-1）,。同時,，該研究團隊通過采用豐富的表征手段深入研究了鎂離子摻雜與形貌調(diào)控的作用機理及影響規(guī)律,，并驗證了該材料Zn2+/H2O共插層的儲鋅機制。
該研究獲得國家自然科學基金,、中國博士后科學基金,、江蘇省優(yōu)秀博士后計劃和江蘇省博士后科學基金項目的資助。（材料學院）
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202306205
