实现可再生清洁能源的高效利用是改善全球能源供给模式、落实我国“双碳」亟略的沉要行动，发展低成本、高安全的大规模储能技术已成为电化学能源领域的沉要方向。近年来，基于水系电解质的锌基可充电电池，因其原料成本便宜，安全性高，加工工艺单一蹬着势备受关注。其中，层状正极资猜中的结构水分子对于水系锌离子电池中的电荷存储行为有着至关沉要的影响，但层间结构水含量的变动若何扭转电极资料的层/电子结构以及若何影响其电化学机能都尚不明确。解耦电极资料结构-机能构效关系是电化学储能领域的关键科学问题。

近期，j9国际集团资料学院鲁雄刚教授辅导的“绿色冶金与先进造作”团队，关于解析正极资料层间结构与电荷存储能力间构效关系的最新钻研成就以“Uncovering the fundamental role of interlayer water in charge storage for bilayered V₂O₅?nH₂O xerogel cathode materials”为题，于2022年11月30日在国际能源资料顶级期刊《Advanced Energy Materials》上颁发，该期刊2022年影响因子为29.698。资料学院博士后孙强超为第一作者，j9国际集团为第一署名单元，j9国际集团程红伟教授、鲁雄刚教授和浙江大学陆俊教授为共同通讯作者。该项钻研也得到了国度天然科学基金（51874196、U1860203）、上海市浦江人才打算（2019PJD015）的赞助。

图水合五氧化二钒正极资猜中结构水含量和储锌机能、电荷传输动力学以及结构演变法规

该团队以典型层状水合五氧化二钒（V₂O₅·nH₂O）为对象，结合系统的电化学测试和资料物化性质表征以及原子尺度的第一性道理推算，精确地成立了预插层结构水含量与资料晶体结构、电化学机能以及结构可逆性之间的量化关系，具体地论述了结构水分子在助力去溶剂化过程，改善电荷扩散环境的关键作用（图）。钻研批注，过多或过少的层间结构水含量城市对电化学机能产生负面影响，调节后的层间结构水含量能有效改善资料层间的电荷散布，减弱V-O骨架和插层电荷之间的静电相互作用，有效抑造活性物质的溶化，从而加强循环过程中结构演变的可逆性和不变性。该工作为依附预插层战术，量化嵌入量，实现层间晶体结构的精确调控，构筑高机能水系Zn²⁺及其它多价离子电池正极资料启发了新思路。

论文下载链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202202515.

（供稿：聂薇）