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可充電水性鋅離子電池（AZIB）以其安全性、高能量密度和快速充電而聞名，是電網(wǎng)級儲能的首選。以離子遷移行為為中心的離子穿梭模型一直是充電/放電過程的主要解釋，如經(jīng)典的離子插入/提取和贗電容機制。然而，與其他水性金屬離子電池相比，這些模型難以解釋AZIB的卓越性能。近日，武漢理工大學(xué)麥立強、奧克蘭大學(xué)Wang Ziyun、阿貢實驗室Khalil Amine、浙江大學(xué)陸俊提出了一個催化模型來解釋水性電池中的Zn²⁺行為。

本文要點：

1) 這種行為可以起到充電/放電的作用，主要由溶劑化的金屬陽離子和陰極材料決定。作者通過第一性原理計算發(fā)現(xiàn)，Zn²⁺–氮化釩（VN）組合具有最佳的吸附/解吸行為。

2) 在實驗上，含有VN陰極的AZIB具有快速充電動力學(xué)，在300000 mA g^?1的電流密度下具有577.1 mAh g^?1的容量。因此，掌握AZIB中的催化步驟可以促進快速充電電池的發(fā)展。

參考文獻：

Yuhang Dai et.al Zn²⁺-mediated catalysis for fast-charging aqueous Zn-ion batteries Nature Catalysis 2024

DOI: 10.1038/s41929-024-01169-6

https://doi.org/10.1038/s41929-024-01169-6