钒氧化物正极材料在锌离子电池中的筛选评估：多标准排序与技术经济分析揭示其储能潜力

这篇综述通过建立多维度评分体系（含制造成本、电化学性能、环境影响三大类指标），系统评估了钒氧化物（V2O5·1.6H2O等）作为水系锌离子电池（AZIBs）正极材料的产业化潜力。研究发现水热法合成的纳米片材料综合评分达87.8/100，其电池系统能量成本可优化至135-177/kWh，突破储能系统（ESS）商业化临界值150/kWh，为替代锂离子电池（LIBs）和液流电池提供了新思路。

　　

Highlight

钒氧化物基正极在水系锌离子电池（AZIBs）中展现出巨大潜力，其中通过水热法合成的V₂O₅·1.6H₂O纳米片（编号A14）因其卓越的电化学稳定性（5000次循环后容量保持率95%）和可扩展性，成为评估中最具前景的候选材料。技术经济分析表明，该正极材料的生产成本为17-26美元/千克，对应能量成本为55-87美元/千瓦时。在完整电池系统中，总能量成本约为145-177美元/千瓦时，使其成为锂离子电池和液流电池的有力竞争者。敏感性分析显示，通过优化合成条件和原材料成本，V₂O₅·1.6H₂O电池的能量成本可进一步降至135美元/千瓦时，突破150美元/千瓦时的关键阈值，显著提升AZIBs在大规模储能系统中的应用吸引力。

Conclusions

钒氧化物正极材料在AZIBs领域展现出广阔前景，其中水热法合成的V₂O₅·1.6H₂O纳米片因其高循环稳定性（5000次循环容量保持率95%）和可扩展性成为最优选择。技术经济分析证实，该材料生产成本为17-26美元/千克，对应电池系统能量成本可控制在135-177美元/千瓦时区间。通过持续优化合成工艺和供应链成本，该技术有望突破储能市场的价格壁垒，推动AZIBs在可再生能源存储领域的商业化进程。