近日，物理与电信工程学院汝强指导2018级材料物理本科生郑兴宇在《Chemical Engineering Journal》(中科院工程技术类Ⅰ区，2020年影响因子13.273)发表题为《An Efficient Dual-phase Strategy Of Preparing K0.5V2O5/NaV3O8 Hybrid For Durable Zinc Storage》的一作论文，2018级硕士研究生石正禄为共同一作，我校为第一完成单位。
能源的储存和转换是制约经济可持续发展的重要问题，随着“碳达峰、碳中和”国家战略的推进，储能研究成为当前热点。与此同时，近年来生物电子技术蓬勃发展，各种各样的便携式电子设备被广泛应用在人们的生产生活中，柔性显示设备、电子传感器和电子皮肤等可穿戴/可植入电子器件作为其中的一大类别越来越受到广泛的关注。而开发与之相适应的柔、轻、薄且安全的便携式储能器件是发展柔性电子设备的挑战之一。相比锂离子电池受资源储量及电解液毒性的限制，水系锌离子电池具有锌资源丰富、高安全、高理论容量、低成本、环境友好和易组装等优势，在柔性储能器件中表现出广阔的发展潜力。
本研究工作通过一步水热法合成了双相钒基正极材料K0.5V2O5/NaV3O8，得益于更多活性位点的存在和双相的协同作用，该正极材料的赝电容贡献率和反应动力学具有明显的优势，具体表现为电池比容量的有效提高和循环寿命的显著增长。此外，作者以明胶为主体合成了柔韧性良好的凝胶聚合物电解质，结合碳布、锌片组装了具有三明治式结构的柔性准固态电池。该电池在不同弯曲角度（30°、60°、90°和120°）下无任何破损，展现出了较好的可弯曲性能和耐用性。与正常未弯曲情况相比，大角度弯曲（120°）下的电池的充放电容量未有明显下降，倍率性能（在不同电流密度循环25圈后，0.2 A/g下的放电容量由198.8 mAh g降为193.9 mAh/g，容量保持率为97.5%）和循环稳定性良好（在1.0 A/g下循环1050次后，放电容量稳定在138.4 mAh/g，且库仑效率始终保持在100%），在柔性电子领域具有广阔的应用前景。这一研究对储能材料和凝胶电解质的设计合成具有一定的借鉴意义。
本研究工作得到了广东省基础与应用基础研究项目、华南师范大学清远创新研究院开放项目及广东省大学生创新训练计划等项目的支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721050142
作者/通讯员:汝强 郑兴宇 李染梦 | 来源:物理与电信工程学院 | 编辑:杨柳青
