近日，同济大学物理科学与工程学院高国华副教授、吴广明教授团队在《先进功能材料》（advanced functional materials）期刊上发表题为“enhancement of de-solvation kinetics on v5o12•6h2o cathode through a bi-functional modification layer for low-temperature zinc-ion batteries”的研究论文。该研究提出了一种在钒酸盐正极表面引入锌亲和-疏水双功能修饰层的新策略，有效加速了锌离子的脱溶剂化动力学，大幅提升了锌离子电池在低温环境下的性能。

随着可再生能源的迅速发展，对高效安全的储能技术需求日益增长。锌离子电池因其安全性高、成本低、环境友好等优点，成为下一代储能技术的有力竞争者。然而，在低温环境下，锌离子电池的性能严重受限于正极-电解液界面处缓慢的脱溶剂化动力学，导致电池容量和效率大幅下降。针对这一难题，高国华、吴广明团队设计并制备了一种新型的V5O12•6H2O(HVO)钒酸盐正极材料，并通过简便的气相沉积方法，在其表面原位聚合了一层聚(3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜，制备了V5O12•6H2O(HVO)@PEDOT材料(PHVO)。该双功能修饰层一方面具有锌亲和性，促进了Zn2+在界面的吸附和扩散；另一方面具备疏水性，加速了水合Zn2+([Zn(H2O)6]2+)的脱溶剂化过程。

☞☞☞AI 智能聊天, 问答助手, AI 智能搜索, 免费无限量使用 DeepSeek R1 模型☜☜☜

图1、a)HVO和b)PHVO的扫描电镜图像。c)HVO和d)PHVO的HR-TEM图像。e)PHVO的STEM和STEM-EDS元素图谱。f)HVO和PHVO的全谱XPS光谱和。g)拉曼光谱。h)PHVO模型上的吸附位点和计算吸附能。

密度泛函理论计算和分子动力学模拟结果显示，PEDOT修饰层显著降低了[Zn(H2O)6]2+脱溶剂化生成Zn2+的自由能垒，在240K至280K的宽温度范围内，都有效提升了脱溶剂化动力学。得益于界面动力学的提升，经过PEDOT修饰的钒酸盐正极材料表现出优异的电化学性能。在室温下(25℃)，电池在40Ag−1的高电流密度下，仍可达到226.5mAhg−1的高比容量。在低温环境(-30℃)下，电池在0.2Ag−1时的比容量高达268.3mAhg−1，并在1Ag−1的电流密度下循环1000次后，容量保持率达92.4%。

图2、a)HVO和PHVO的原位X射线衍射图。b)原位X射线衍射图的局部放大图。c)HVO和PHVO初始状态和放电状态的HR-TEM图像。d)PHVO和。e)HVO在充电和放电过程中的原位高分辨率V2pXPS光谱。f)HVO和PHVO在充电和放电状态下的原位傅立叶变换红外光谱。

通过原位实验和机理分析，研究团队进一步揭示了PEDOT修饰层的作用机制。修饰层的引入抑制了钒的溶解，避免了放电过程中低活性相的生成，促进了水合锌离子的充分脱溶剂，减小了嵌入锌离子的尺寸，从而保证了材料的结构稳定性。

图3、a)HVO和PHVO的AIMD模型示意图。b)水合Zn2+与吸附基质之间的电荷差。c)240-280K温度范围内HVO和PHVO的自由能。

该研究对锌离子电池的低温应用具有重要意义。通过界面工程，可以有效解决低温下脱溶剂化缓慢的问题，显著提升电池的容量和循环稳定性。这一方法为锌离子电池在寒冷地区的储能应用提供了新的可能，同时也为其他电化学储能系统的性能优化提供了借鉴。

千鹿Pr助手

智能Pr插件，融入众多AI功能和海量素材

128 查看详情

图4、a)不同温度下HVO和PHVO的Rct。c)不同温度下Zn//PHVO电池的GCD曲线。f)Zn//HVO和Zn//PHVO电池的CV图。h)Zn//PHVO电池与最近报道的钒基材料在低温下的电化学特性比较。

该研究得到了国家自然科学基金和上海市社会发展科技项目的资助。研究成果不仅为高性能锌离子电池的开发提供了新思路，也为推动下一代储能技术的发展作出了贡献。

以上就是同济大学高国华、吴广明团队在低温锌离子电池领域取得重要进展，研究成果发表于《先进功能材料》的详细内容，更多请关注其它相关文章！

# 低温性能  # 傅立叶  # 丰田  # 万元  # 这一  # 储能  # 吉尼斯  # 发表于  # 同济大学  # 可再生能源  # ai  # 界面工程  # 锌离子电池  # 疏水  # 制作企业网站推广  # 企业站seo那些  # 无锡电商网站建设推广  # 湖北气体压缩机网站建设  # 咸阳网站建设服务  # 芜湖网站推广公司去哪找  # 直播是营销还是推广  # 南充网站seo优化公司  # 抚顺seo推广公司  # 长春seo助手案例 

相关栏目： 【 行业资讯67740 】 【 技术百科0 】 【 网络运营39195 】

相关推荐： 苹果16自带配件有哪些  推特是什么软件国内可以使用吗  固态硬盘颗粒如何修理  苹果16有哪些变化尺寸  j*a怎么存放数组中  5G手机导航怎么旋转  r中如何逐行执行命令  为什么夸克无法注销账户  manager是什么意思  公司的tm市盈率为负是什么意思  固态硬盘如何迁移系统  单片机怎么判定高电平  为什么进行域名解析  单片机串口接收怎么实现  typescript中怎么引用js文件  折叠屏手机哪个牌子性价比高  市盈率市净率是什么意思  如何使用命令行界面  手机如何ip绑定域名解析  如何4k对齐固态硬盘  300秒等于多少分钟  按键精灵datediff函数怎么用 如何使用按键精灵中的Datediff函数教程  云淡风轻什么意思  单片机软件keil怎么运行  kingston是什么_kingston是什么意思  如何给电脑加装固态硬盘  台达变频器power灯是什么意思  win10锁屏壁纸怎么换360锁屏壁纸吗  折叠屏手机哪款最好  通配符的用法  小屏折叠屏手机有哪些  linux命令行如何使用中文输入法  如何弄坏固态硬盘  为什么夸克网盘下载不了  如何把一个命令后台运行  华为如何面对苹果16  ka是什么意思  如何在命令提示符播放音频  车子上面nfc功能是什么意思  typescript怎么判断单选按钮  跨境电商gmv是什么意思?跨境电商GMV：理解其含义、计算方法和影响因素  电脑命令如何删除账号  苹果16讲解有哪些功能  如何测试固态硬盘速度  ready是什么意思  苹果16哪些功能好用  typescript接口怎么选  如何用好typescript  typescript学多久可以学会  typescript和哪个语音很像