微孔结构钒酸钠正极材料的制备及其在水系锌离子电池中的高性能表现

针对水系锌离子电池(AZIBs)正极材料结构坍塌和活性物质溶解等问题，湖南科研团队通过水热-煅烧法制备了富含微孔结构的NaV6O15材料。该材料首次充放电比容量达500.2/497.5 mAh g-1，70次循环后容量保持率近100%，缺陷工程策略为高性能AZIBs开发提供新思路。

　　

在全球能源转型背景下，水系锌离子电池(AZIBs)因其高安全性、低成本和环境友好特性成为储能领域的研究热点。然而传统正极材料面临结构坍塌、活性物质溶解等挑战，特别是钒酸盐材料还存在导电性差、与Zn²⁺静电作用强等问题。湖南科研团队创新性地采用缺陷工程策略，通过NH₄⁺逃逸形成微孔结构，成功制备出高性能NaV₆O₁₅正极材料。

研究团队运用水热法合成含NH₄⁺前驱体，经空气煅烧使铵离子以NH₃形式逸出形成微孔。通过调控NH₄Cl浓度(0.02-0.06 mol/L)优化材料结构，结合XRD、SEM等技术表征材料特性，并系统测试电化学性能。

Results and discussion部分揭示：0.04 mol/L NH₄Cl浓度下制备的样品呈现均匀纳米棒结构，XRD显示其与标准卡片(PDF#85-1407)高度匹配。电化学测试表明该材料首周充放电比容量达500.2/497.5 mAh g^-1，70次循环后仍保持450.7 mAh g^-1，容量保持率近100%，较未改性电极提升158.1 mAh g^-1。

Conclusion部分强调：NH₄⁺浓度调控实现了纳米结构与空位缺陷的协同优化，非原位XPS证实材料结构稳定性良好，适合Zn²⁺的可逆嵌入/脱出。该研究为AZIBs正极材料开发提供了简单高效的制备方案，发表于《Micro and Nanostructures》的这项成果，不仅解决了钒酸盐材料的关键性能瓶颈，其缺陷工程策略对新型储能材料设计具有普适性指导意义。