具有增强储锌性能的富氧空位 V2O5@NC 复合材料用于水系锌离子电池

钒基正极材料在水系锌离子电池（AZIBs）中的实际应用受到钒溶解、低电子电导率以及在水系电解液中缓慢反应动力学的严重阻碍。本研究通过结合氧空位工程和导电网络增强的双调控策略，合理设计并构建了三维限域的 V2O5@氮掺杂碳（V2O5@NC）复合材料。在该构架中，氮掺杂碳骨架提供了高导电网络和坚固的结构支撑，而原位碳化诱导了 V2O5 内部氧空位的产生。这些氧空位引起晶格畸变并扩大层间距，从而加速 Zn2+ 扩散并改善反应动力学。得益于这种协同效应，V2O5@NC 电极在 0.1 A g−1 下表现出 437 mAh g−1 的优异比容量，并在 3 A g−1 下经过 2000 次循环后保持了显著的 89.3% 容量保持率，展现出卓越的倍率性能和循环稳定性。这项研究为开发用于下一代水系锌离子电池的高性能正极材料提供了新的见解和有效的设计策略。