水性可充锌离子电池(AZIBs)具有安全性好、成本低、环境友好等优点，被认为是一种很有前途的二次化学电池体系。然而，开发合适的锌离子插入正极材料仍然是一个巨大的挑战。钒氧化物基材料由于其不同的配位数和化合价的多样性，被认为是有希望的AZIBs正极材料。特别是含水的钒氧化物和阳离子预嵌入的钒氧化物，由于层间空间的扩大，表现出更优异的电化学性能。

日前，东北大学伊廷锋教授完成了水系锌离子电池钒氧化物和钒酸盐正极材料的设计及其电荷存储机制的综述。综述了钒氧化物基化合物的储能机理及各种提高其电化学性能的研究进展。最后，展望了钒氧化物基材料的发展方向、面临的挑战和前景。本文阐述了钒氧化物基化合物在AZIBs中的电化学反应机理，有利于新的AZIBs用正极材料的探索，为钒氧化物基正极材料的未来创新提供了新的视角，促进了AZIBs用正极材料的快速发展和大规模应用。本文将为今后高性能AZIBs正极材料的设计和制备提供有益的指导。相关成果以标题为“Towards high-performance cathodes: Design and energy storage mechanism of vanadium oxides-based materials for aqueous Zn-ion batteries”发表在Coordination Chemistry Reviews。此研究得到国家自然科学基金等资助支持。

图1 水系锌离子电池钒氧化物基正极材料的储能机理及新进展

图2提高钒氧化物基正极材料电化学性能的策略

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https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.214124