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用于水性鋅離子電池（AZIB）的釩基陰極材料在大型儲能器件中受到了廣泛關注，但它們在插入和提取過程中的循環穩定性和Zn²⁺離子的緩慢擴散速率令人不滿意，阻礙了進一步的商業應用。因此，開發具有穩定晶體結構和快速Zn²⁺存儲的釩基陰極材料仍極具挑戰性。在此，北京理工大學張志攀發現，Na₂CaV₄O₁₂（NCVO）納米線是AZIB中具有優異電化學性能的陰極，同時具有高比容量（0.1 A g^?1時為443.2 mAh g^-1）和高平均電壓平臺（0.91 V），具有優異的能量密度（403.3 Wh kg^?1）和功率密度（1533 W kg^-1）。

本文要點：

1) 由于NCVO具有獨特的開放晶體結構，具有交替排列的非活性層（[NaO₆]和[CaO₈]多面體）和活性層（[VO₄]四面體），因此在Zn²⁺插入過程中[VO₄]多面體的膨脹與非活性層的收縮達到很好地平衡，從而實現了長期循環穩定性（在10 A g^?1下5000和10000次循環后分別保持91.9%和80%的容量）。

2) 憑借NCVO陰極的電致變色特性，AZIB還可以在一系列場景下用于自適應偽裝，為AZIB高性能陰極的未來發展提供了重要指導。

參考文獻：

Qian Zhang et.al A Multi-Colored, Structure-Tolerant Vanadate Cathode for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202404597

https://doi.org/10.1002/aenm.202404597