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存儲(chǔ)動(dòng)力學(xué)緩慢和性能不足是限制用于鋅離子存儲(chǔ)的過渡金屬二硫族化合物（TMDs）的主要挑戰(zhàn)，尤其是在極端溫度條件下。

圖1 集成調(diào)制概念的示意圖

深圳大學(xué)張培新、馬定濤等報(bào)道了一種一步水熱剝離方法，以解鎖全向存儲(chǔ)動(dòng)力學(xué)增強(qiáng)的多孔VSe_2-x·nH₂O材料作為有前景的全氣候Zn²⁺主體，這是通過在多尺度上剪裁VSe₂的界面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

理論研究證實(shí)，協(xié)同缺陷工程和H₂O嵌入可以顯著提高界面Zn²⁺的捕獲能力，降低層間Zn²⁺的擴(kuò)散能壘。然后，作者通過多種原位/非原位技術(shù)揭示了界面吸附-螯合-贗電容存儲(chǔ)機(jī)制。電化學(xué)性能測(cè)試表明，多孔VSe_2-x·nH₂O正極在水系電解液和固態(tài)電解質(zhì)體系中都能表現(xiàn)出優(yōu)異的寬溫度（-40～60℃）適應(yīng)性。

圖2 常溫電化學(xué)性能

當(dāng)在水系電池中工作時(shí)，即使在10A g^-1下進(jìn)行5000次循環(huán)后，它也可以保持173 mAh g^-1的高比容量。此外，在室溫下還可以實(shí)現(xiàn)超高倍率性能和290 Wh kg^-1的最大能量密度和15.8 kW kg^-1的功率密度。出乎意料的是，當(dāng)在20A g^-1的更高電流密度下，即使在60℃和-20℃的極端環(huán)境下，仍然可以分別提供360和122 mAh g^-1的高比容量。

除此之外，耐用的固態(tài)電池也可以在0到-40℃的低溫條件下制備。在1A g-1和-20℃下1600次循環(huán)后，可以保持243 mAh g^-1的高比容量。這項(xiàng)工作有望提供一個(gè)新的視角，通過多尺度界面結(jié)構(gòu)集成調(diào)制來延長(zhǎng)層狀正極材料的存儲(chǔ)極限，并促進(jìn)寬溫度范圍內(nèi)高性能鋅離子電池的發(fā)展。

圖3 寬溫電化學(xué)性能

Unlocking the Interfacial Adsorption-Intercalation Pseudocapacitive Storage Limit to Enabling All-Climate, High Energy/Power Density and Durable Zn-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304400

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張培新/馬定濤Angew.：全氣候、高能量/功率密度和耐用的鋅離子電池

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