Co‐intercalación de iones de sodio y polianilina en nanoarreglos de vanadato de amonio inducidos por un aumento del espaciado interlaminar como cátodos de alta capacidad y estabilidad para baterías de zinc‐ión acuosas flexibles

Resumen Los óxidos de vanadato con bajo costo y alta capacidad teórica son cátodos competitivos para baterías de zinc‐ión acuosas (AZIBs). Sin embargo, los problemas existentes como la movilidad lenta de iones Zn2+, la baja conductividad y la complicada preparación de electrodos flexibles obstaculizan el desarrollo de sus aplicaciones prácticas en AZIBs flexibles (FAZIBs). En este trabajo, iones de sodio y polianilina se insertan conjuntamente en nanoarreglos de vanadato de amonio (NaNVO‐PANI), que pueden servir como los nuevos cátodos autónomos para FAZIBs. Gracias al efecto pilar sinérgico de los iones de sodio y la polianilina, el espaciado interplanar de NaNVO‐PANI se expande a ≈13.8 Å. Tanto los datos experimentales como los cálculos teóricos confirman que el espaciado óptimo de NaNVO‐PANI puede mejorar la conductividad electrónica y reducir la barrera de difusión de Zn2+. Como se esperaba, los AZIBs en forma de moneda resultantes exhiben una alta capacidad de 610.7 mAh g−1 a 0.5 A g−1 y una notable retención de capacidad del 98% después de 5000 ciclos a 5 A g−1. Más alentador, se ensamblan FAZIBs cuasi-sólidos con estructura en sándwich, logrando una impresionante densidad de energía de 345.59 Wh kg−1 a una densidad de potencia de 380.46 W kg−1. Este estudio es de gran importancia para desarrollar electrodos de alto rendimiento a base de vanadio para FAZIBs portátiles.