建大新闻网讯    近日，我校机电工程学院王娟教授团队青年教师李舒越在水系二次电池关键电极材料设计及新体系开发方面取得重要进展，在国际顶级期刊InfoMat（信息材料，中科院一区期刊，最新影响因子22.7）上发表题为“Aqueous decoupling batteries: exploring the role of functional ion-exchange membrane（水系解耦电池：探索功能性离子交换膜的作用）”的综述论文，青年教师李舒越为该论文的第一作者，西安建筑科技大学为第一完成单位，吉林大学为主要合作单位；在能源领域国际权威期刊Journal of Power Sources（电源杂志，中科院TOP期刊，最新影响因子8.1）上发表题为“Unlocking the potential of spinel MnV₂O₄for highly durable aqueous zinc-ion batteries（原位电化学诱导非晶态转变解锁高性能水系锌离子电池）”的研究论文，青年教师李舒越为该论文的第一作者兼通讯作者，王娟教授为论文通讯作者，西安建筑科技大学为论文独立完成单位。

水系电池凭借其高安全性、成本低廉、环境友好和高功率等优点成为了理想的新型绿色电池体系，吸引了研究者们的广泛关注。然而，传统的水系电池体系面临着水的电化学稳定性窗口（1.23 V）的局限，严重限制了其输出电压和能量密度。电解质解耦设计通过将正负极材料有效分离，可以使具有不同反应环境需求的正负极材料同步工作，将理论工作电压窗口扩展到3 V以上，是打破水系电池电压限制的有效策略。离子选择膜是水系解耦电池体系中的重要组成部分，能够作为屏障以防止电解质之间不必要的交叉。本论文综述了水系解耦电池的最新进展，详细介绍了不同类型的离子选择膜的性能，总结了离子选择膜面临的问题并提出了解决方案，为水系解耦电池的发展奠定了基础。

水系锌离子电池(AZIBs)凭借其安全可靠、成本低廉和易于制造等优势吸引了研究者们的广泛关注，在大规模储能及柔性电子设备中展现出广泛的应用前景。在众多正极材料中，锰基氧化物和钒基氧化物分别因其高工作电压和高理论比容量而受到关注，然而，锰氧化物和钒氧化物面临着元素溶解、结构稳定性差和动力学性质缓慢等问题，限制了其循环和倍率性能的进一步提升。非晶材料因其各向同性离子扩散路径和丰富的活性位点，而被认为是提升材料可逆容量、倍率性能和循环寿命的有效方法。然而，无定形材料的合成工艺复杂，难以实现规模化生产。因此，利用简单有效的合成策略来构建具有优异储锌性能的非晶材料仍然具有挑战性。本文以低价态钒氧化物，尖晶石结构MnV₂O₄为研究对象，提出了一种原位电化学诱导材料由晶态向非晶态转变，解锁尖晶石结构MnV₂O₄的锌离子存储能力，助力高性能水系锌离子电池的开发。本文为理解材料结晶性与电化学性能之间的构效关系提供了新的思路，对开发设计具有高容量和稳定循环的水系电池正极材料具有启发意义。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12601

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775324007730

文字、图片：机电学院