海南大学文伟教授团队ACS Nano：晶格调控策略和协同共嵌入增强机制助力TiO2负极构筑高综合性能水系锌离子电池

本文介绍了海南大学文伟教授团队在ACS Nano上发表的研究成果，通过晶格调控策略和协同共嵌入增强机制，成功开发了一种高性能的TiO2负极材料，用于水系锌离子电池（AZIBs）。研究背景指出，尽管锌基水系电池因其低成本和高安全性而备受关注，但锌负极存在的问题如锌枝晶、腐蚀和低利用率等，限制了其商业化应用。为此，研究团队提出了一种新型储能机制，通过H+嵌入促进Zn2+嵌入的协同共嵌入增强机制，结合三维应变TiO2负极材料的固溶机制和Zn2+/H+扩散势垒的降低，实现了高可逆性和快速嵌入/脱嵌功能。实验结果显示，三维应变TiO2在硫酸锌水溶液中的比容量达到227 mAh g−1，远高于常规TiO2。此外，该负极材料与多种正极材料组合，构筑了性能优异的全电池，具有高能量效率、高比能量和高比功率。这一研究为设计高性能AZIBs负极提供了新思路。