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層間工程是優化離子擴散能力的層狀釩（V）基氧化物結構的一種很有前途的策略，在此過程中需要明確層間晶體水對電荷存儲特性的調節作用。

基于此，浙江大學陸俊教授、上海大學魯雄剛研究員和程紅偉教授（共同通訊作者）等人報道了通過微分溫度參數，得到了一系列層間水含量（n）不同的水合V₂O₅·nH₂O（VOH）干凝膠。

結果表明，當n值為0.26時，V₂O₅·nH₂O電極具有最佳的放電容量（0.1 A g^-1下放電容量為456.5 mAh g^-1）和循環穩定性（3 A g^-1下循環2000次），保持率為94.3%。

通過DFT計算，以確定和理解結構水對電化學性能增強的影響。通過變形電荷密度分析，確認Zn²⁺插入不同層間含水量的VOH電極對電子結構的調節作用。

優化H₂O的輸入后，電荷轉移不僅發生在插層Zn與雙層V₂O₅層之間，也發生在插層Zn與層間H₂O間，表明調制后的H₂O能夠承受Zn²⁺的局部轉移電荷，從而形成了更加平滑的擴散通道。

在VOH-325 °C和VOH-25 °C電極中，明顯的電荷轉移只發生在Zn和V₂O₅層或層間H₂O之間。這意味著在調制H₂O存在的情況下，Zn失去更多的電子，導致導帶移位更深，結合能更大，這可以解釋在VOH-200 °C電極中Zn²⁺（脫）插層過程中獲得更高的開路電壓（OCV）和更穩定的結構。

Uncovering the Fundamental Role of Interlayer Water in Charge Storage for Bilayered V₂O₅?·?nH₂O Xerogel Cathode Materials. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202202515.

https://doi.org/10.1002/aenm.202202515.

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浙大/上大?AEM：揭示VOH正極材料在電荷存儲中的作用

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