从材料结构设计、改性、表面修饰等方面开发了一系列高容量、长循环寿命的水系锌离子电池（AZIBs）钒基氧化物正极材料（Zn_0.52V₂O_5-a∙1.8H₂O，K_0.76Sn_0.21V₃O₈、SbO₂/K_0.43V₆O₁₃等）；对钒基正极材料结构、性质对其性能的影响机制进行了深入研究，为高性能AZIBs正极的设计提供了参考。比如：开发的SbO₂/K_0.43V₆O₁₃在1 A g^-1的电流密度下经过1000次充放电循环，仍有414.2 mAh g^-1的可逆容量，容量保持率接近100%；在20 A g^-1的电流密度下经过20000次充放电循环后，仍有223.5 mAh g^-1的可逆容量，容量保持率为89.3%，展现出高的容量和优异的循环稳定性。

Zn_0.52V₂O_5-a∙1.8H₂O正极的形貌与结构表征

基于Zn_0.52V₂O_5-a∙1.8H₂O正极的水系锌离子电池性能

SbO₂/K_0.43V₆O₁₃正极的形貌与结构表征

基于SbO₂/K_0.43V₆O₁₃正极的水系锌离子电池性能

技术优势

开发高容量、长寿命的正极材料是推动AZIBs进一步发展与应用的关键。在设计高性能AZIBs正极材料的同时，也考虑到材料的成本、工艺可实现性、规模化制备等问题。经过后期对制备工艺的优化，采用水热、静电纺丝、喷雾干燥等材料制备方法，可以实现高性能钒基正极材料的低成本公斤级制备；在大规模器件制备方面，也进行了Ah级软包的电池的制作，同样表现出优异的性能。

场景应用得益于锌金属的低成本，水系电解液固有的安全性、环境友好等优势，AZIBs在大规模储能领域，特别是在风能、太阳能等间歇性能源“调峰削谷”的储能电站等应用场景具有广阔的应用前景。另外，水系锌离子电池的能量密度远高于铅酸电池、成本与铅酸电池相当，同时具有好的低温性能，可以在一些军工等特殊的应用场景部分取代铅酸电池。

水系锌离子电池软包电池样品

水系锌离子电池圆柱电池样品