重磅！复旦大学「长江学者」晁栋梁/赵东元院士团队 | 最新Nature Materials！

本文旨在突破高比能水系电池的能量密度瓶颈，提出了从“材料组成优化”转向“反应路径工程”的设计策略。背景方面，传统水系电极反应如嵌入型受限于有限位点，而转化型反应能通过深度氧化还原实现更高容量。研究目的为通过OH⁻诱导V–O键活化，将钒基电极从单电子嵌入反应切换为四电子转化反应，并利用介孔碳层作为“微反应器”来稳定局域碱性环境。结论显示，mesoC@V₂O₃负极实现了约700 mAh g⁻¹的可逆容量、−0.95 V的低反应电位及超过3000次循环的稳定性；匹配NiOOH正极构建的Ni–V全电池也展现出高平均放电电压和长循环寿命。该工作为开发高安全、高比能、长寿命的水系电池提供了新的理论框架和材料设计思路。