湖南大学「国家高层次人才」朱智强EnSM: 四硫化钒中高度可逆的插层化学用于水系锌电池

本文研究了四硫化钒（VS₄）在水系锌离子电池中的应用。传统晶态VS₄（c-VS₄）在循环过程中会发生不可逆的水参与转化反应，导致电池寿命缩短。为解决这一问题，研究团队提出了一种相非晶化策略，制备了非晶态VS₄（a-VS₄）。a-VS₄具有高度暴露的疏水性硫原子，可避免水参与的不可逆转化反应，实现H⁺/Zn²⁺的可逆共（脱）嵌。此外，a-VS₄的松散结构赋予其各向同性特性和降低的键能，促进了高效的电子与离子传输。实验结果表明，a-VS₄在0.1 A g⁻¹下展现出324 mAh g⁻¹的高容量，在40 A g⁻¹下仍保持111 mAh g⁻¹的优异倍率性能，并在8500次循环后容量保持率达93.7%，性能远超c-VS₄及此前报道的VS₄正极材料。该研究为开发高性能过渡金属硫化物水系储能材料提供了新方向。