东国大学-汉阳大学 ERICA，开发长寿命电池技术
即使充放电1万次性能依旧稳定
由东国大学能源新材料工学科教授 Min Sunguk、汉阳大学ERICA能源生物学科教授 Kim Byeonghyeon、浦项加速器研究所博士 Kim Yeongyong 组成的国内研究团队，开发出一种新型钒（V）基正极材料，用于实现兼具高容量和长寿命的水系锌离子电池（Aqueous Zinc-Ion Batteries, AZIBs）。
研究团队在现有五氧化二钒结构中引入了一种预先嵌入钠离子的全新方法，并通过基于超声波的单一工艺（声化学合成，sonochemical synthesis），成功制备出名为 NaVO 的新型正极材料。
钠离子在其中起到支撑钒层间结构的“结构支撑架”作用，在将层间距最大拓宽至 8.4nm 的同时，仍能保持结构稳定性。由此，锌离子可以更加顺畅地嵌入与脱出，从而同时实现长期结构稳定性和高性能。
研究团队开发的 NaVO//Zn 电池单元在高电流密度条件下仍记录到 126.3 mAh 的容量，并且在超过 1万次充放电循环后仍保持 91.8% 的容量保持率。与传统五氧化二钒基电池相比，其倍率性能提升 1.68 倍、寿命提升 1.99 倍以上。
上述成果通过实验分析以及密度泛函理论（DFT，计算材料科学）模拟得到了验证。研究表明，在锌离子嵌入与脱出过程中，钒的氧化状态能够灵活变化，而经钠预处理强化的层间结构产生协同效应，从而同时实现高倍率充放电和优异的长期耐久性。
主导本次研究的 Min Sunguk 教授表示：“利用钠离子预先稳定钒基材料内部结构的策略，是弥补传统 V2O5 缺点的一种创新方法。通过实现高性能水系锌离子电池，可望提升其在能源存储装置（ESS）、电动汽车以及物联网（IoT）设备等多个领域的应用潜力。”
此外，本研究在韩国研究财团纳米及材料技术开发项目的资助下完成，研究成果将于本月28日发表于国际知名学术期刊《Journal of Materials Chemistry A》。
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