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高麗大學(xué)Small Methods: 錨定大孔隙碳納米管微球來提高V2O3的電化學(xué)性能，用于超快、長壽命的水系鋅離子電池

鋅離子電池（ZIBs）作為下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)，由于可以在水系系統(tǒng)中運(yùn)行因而具有高安全性和環(huán)境友好性。然而，正在尋找具有理想納米結(jié)構(gòu)和組成的用于水系 ZIBs 的電極材料。

在此，韓國高麗大學(xué)Yun Chan Kang等人報(bào)道了由錨定在纏結(jié)碳納米管上的V₂O₃（p-V₂O₃-CNT）組成的多孔微球的合成及其作為ZIBs正極的應(yīng)用。各種分析表明，V₂O₃相在初始充電過程后消失，而Zn_3+x (OH)_2+3x V_2?xO_7?3x?2H₂O 和釩酸鋅 (ZnyVOz) 相從第二個(gè)循環(huán)開始經(jīng)歷鋅離子嵌入/脫嵌過程。

此外，作者還比較了p-V₂O₃-CNT、V₂O₃-CNT（無大孔隙）和多孔V₂O₃（無CNT）微球的電化學(xué)性能，以確定納米結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電碳質(zhì)基質(zhì)對鋅離子存儲(chǔ)性能的影響。

圖1. p-V₂O₃-CNT、V₂O₃-CNT和多孔V₂O₃微球的合成機(jī)制

結(jié)果表明，p-V₂O₃-CNT 在10 A g^-1下循環(huán)5000次后表現(xiàn)出 237 mAh g^-1的高可逆容量。此外，在 50 A g^-1的極高電流密度下獲得了211 mAh g^-1的可逆容量。

V₂O₃納米結(jié)構(gòu)中的大孔隙有效地緩解了循環(huán)過程中的體積變化，并且具有高電導(dǎo)率的纏結(jié)碳納米管有助于實(shí)現(xiàn)快速的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。本研究中展示的用于理解鋅離子存儲(chǔ)機(jī)制以及纏繞的CNT 網(wǎng)絡(luò)和大孔隙作用的方法可能為開發(fā)具有優(yōu)化納米結(jié)構(gòu)的正極鋪平道路。

圖2. p-V₂O₃-CNT、V₂O₃-CNT和多孔V₂O₃微球的電化學(xué)性能

Boosting the Electrochemical Performance of V₂O₃ by Anchoring on Carbon Nanotube Microspheres with Macrovoids for Ultrafast and Long-Life Aqueous Zinc-Ion Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100578

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高麗大學(xué)Small Methods: 錨定大孔隙碳納米管微球來提高V2O3的電化學(xué)性能，用于超快、長壽命的水系鋅離子電池

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