洁净煤技术

作者：陆宏娜, 钟丽蓉, 夏铭, 李彦君, 刘媛媛

关键词：水系锌离子电池,正极材料,多酸,氧化还原活性,钒元素

水系锌离子电池(AZIBs)兼具高能量密度和本质安全等优点，在储能领域展现出广阔的发展前景。然而，水合Zn2+的半径较大，导致正极材料在充放电过程中易发生结构坍塌或不可逆相变。因此，开发稳定高效的储锌正极材料，是推动AZIBs快速发展的关键之一。多金属氧酸盐(简称多酸)，具有较高的氧化还原能力和多电子转移等特性，是极具潜力的电化学储能材料。但多酸自身存在易团聚、易溶于水和导电性差等问题，导致其倍率性能和循环寿命不理想。基于此，制备了一系列钒(V)改性的Keggin型磷钼钒酸，并将其与还原氧化石墨烯(rGO)−聚苯胺 (PANI)载体进行复合，以抗多酸溶解团聚的同时，增强其导电性。研究表明：V由于具有更高的电负性，能够增强多酸的氧化还原能力。因而V改性的多酸基电极材料的电化学性能，特别是倍率性能得到了显著提高。其中，2个V原子取代改性的多酸基电极，在0.2 A/g的电流密度下放电比容量达286 mAh/g，且在2 A/g的高电流密度下循环1000圈后，容量保持率仍达77%。反应动力学研究进一步证实，多酸基电极材料在AZIBs中的电化学反应过程为扩散和电容共同控制，且具有较大的Zn2+扩散系数和较好的电荷转移动力学，能够为高效储锌提供有利保障。研究可为高性能AZIBs电极材料的设计和开发提供新思路和新方法。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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