中南大学&新疆大学，AFM：超高倍率水系锌离子电池正极

氮化钒（VN）具有高的电导率和离子电导率，可以发生转化反应，并实现钒原子的最大双电子氧化还原。因此，VN基材料可以被电化学氧化成高价，并获得825 mAh g^-1的理论比容量，高于大多数V基氧化物，如V₂O₅（589 mAh g^-1）。尽管通过电化学氧化VN基材料，ZIB正极材料的容量已大大提高，但循环稳定性的提高仍然是一个挑战。

在此，中南大学颜军，新疆大学王伟伟等人发现VN正极材料的纳米级形貌可通过十钒酸盐前体的阳离子调控。研究显示，VN量子点/氮掺杂碳纳米片（VNQD/NC）具有原生粒径且在碳基底上分布均匀，活化后表现出优异性能。

具体而言，VNQD/NC复合材料具有高放电容量（0.5 A g⁻¹时为698 mAh g⁻¹）、优异的倍率性能（20 A g⁻¹时为498 mAh g⁻¹）和出色的稳定性。此外，作者通过各种非原位手段详细研究了VNQD/NC正极的机理。

图1. VNQD/NC正极的电化学性能

总之，该工作设计了一种利用有机-无机杂化多钒酸盐前体合成 VN 纳米颗粒的策略。研究显示，经过活化处理的VNQD/NC材料提供了足够的活性位点并增强了Zn²⁺迁移，而导电NC基板则确保了有效的电子传输通道，并有助于减轻充放电过程中钒氧化物的体积变化。

此外，VN转化过程中原位生成NH₄⁺显着增强了Zn²⁺的迁移能力，并且由于H⁺的可逆嵌入和脱离而产生的副产物转化现象增强了Zn²⁺的迁移能力。因此，该工作提出的合成策略和储能机制将为未来开发高性能AZIBs正极提供了有价值的见解。

图2.VNQD/NC 正极的电化学动力学分析

Developing an in Situ Polyoxovanadate to Vanadium Nitride/Carbon Conversion Strategies in Manufacture Aqueous Zinc Ion Batteries Cathode with Ultrahigh Rate Capability, Advanced Functional Materials 2024 DOI: 10.1002/adfm.202418671

中南大学&新疆大学，AFM：超高倍率水系锌离子电池正极

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