三金属锌离子电池正极材料新突破：VO2/CuWO4纳米复合结构的协同储能机制与长循环稳定性研究

本研究针对锌离子电池正极材料Zn2+嵌入性能不足的问题，开发了新型VO2/CuWO4纳米复合阴极材料。该材料在0.3 A g?1电流密度下实现479.8 mAh g?1的高比容量，1000次循环后仍保持85%容量，其独特的尺寸调控策略显著增强了伪电容行为与离子扩散动力学的协同效应。

　　

随着化石燃料储备的日益枯竭，能源危机问题亟需通过电化学储能技术——尤其是锌离子电池（Zinc-ion batteries）来解决。这类电池因安全性高、经济性好且具有高能量密度潜力而备受关注，但其性能核心取决于具有优异Zn²⁺嵌入能力的先进正极材料的发展。钒基纳米材料（Vanadium-based nanomaterials）在该领域展现出显著潜力。

本研究提出了一种合成二氧化钒（VO₂）纳米线的新方法，并通过引入多功能钨酸铜（CuWO₄）化合物进一步提升其阴极性能。研究首次报道了VO₂/CuWO₄纳米复合材料在锌离子电池正极中的应用，其在0.3 A g^?1电流密度下表现出479.8 mAh g^?1的卓越比容量。更值得注意的是，该材料在经历1000次循环后仍能维持85%的容量保持率，显示出优异的长期稳定性。

通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对比发现，纳米复合材料的尺寸较原始VO₂和CuWO₄组分显著减小。这种尺寸缩减效应增强了VO₂与CuWO₄之间的协同作用，进而通过扩散控制与电容控制过程的复合机制诱发了有利的伪电容行为（pseudo-capacitive behavior），提升了电池的动力学性能和储能效率。