摘要：近日，阜阳师范大学化学与材料工程学院李瑞乾副教授和金仁成教授课题组在水系锌离子电池研究方面取得新进展。相关工作以“Dual-engineering of VOOH for enhanced phase transition kinetics and stabi

近日，阜阳师范大学化学与材料工程学院李瑞乾副教授和金仁成教授课题组在水系锌离子电池研究方面取得新进展。相关工作以“Dual-engineering of VOOH for enhanced phase transition kinetics and stability in aqueous zinc ion batteries”为题发表在中科院一区TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162882）。该校为论文第一署名单位，2022级物理化学专业硕士研究生吴昕为论文第一作者，李瑞乾副教授和金仁成教授为论文共同通讯作者。

水系锌离子电池（AZIBs）凭借高安全、低成本及环境友好特性，成为下一代储能装置的有力竞争者之一。近期研究发现，低价钒基材料在循环过程中可通过原位氧化相变与锌离子存储形成高度适配，展现出极高比容量。然而，超长的氧化时间和较低的循环寿命严重制约了其商业化应用。

针对这一难题，研究团队创新地提出“氧空位-非晶介孔”双重工程策略，成功开发出S、C、N三掺杂VOOH（S-CNV）高性能阴极材料。研究表明，硫掺杂不仅诱导氧空位富集，还引发显著晶格畸变，显著削弱Zn2+与阴极骨架的静电排斥。此外，在相变产物ZVO中，硫元素与层间Zn2+形成独特"锚定-缓冲"结构：硫掺杂维持电子结构优化，层间Zn2+作为支柱，可有效抑制充放电过程中钒溶解和结构坍塌。而非晶介孔结构通过热力学不稳定性促进相变触发，形成三维离子传输通道，使相变效率提升2.4倍，相变时间减少一半。组装后的AZIBs展现出567 mAh g-1（0.1 A g-1）和397 mAh g-1（5 A g-1）的超高比容量，在5 A g-1下经历2000次循环后仍保持92%的容量，性能远超未掺杂体系。该研究通过原子级电子结构调控与介观尺度结构设计的跨尺度协同，不仅为钒基材料提供了“缺陷工程-结构优化”的一体化解决方案，更揭示了双离子储能机制与相变动力学的内在关联，为新一代高能量密度、长寿命水系锌离子电池的商业化铺平道路。

自2025年以来，阜阳师范大学化学与材料工程学院累计在SCI中科院一区期刊发表论文6篇。这些研究成果的持续涌现，不仅彰显了学院在资源与环境学科建设方面取得的显著成效，也展现了学院科研环境的持续优化，同时为阜阳师范大学博士点申报工作提供了有力支撑。

通讯员 侯玉梅 本网记者 程榕娟

来源：安青网一点号