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中國科學院合肥物質科學研究院（HFIPS）由趙邦川教授領導的研究團隊開發出了一種在弱磁場中具有超長循環壽命的高性能水溶鋅離子電池。該研究成果最近發表在《材料地平線》（Materials Horizons）雜志上。

一個研究小組利用弱磁場和一種新型 VS2 材料開發出了一種先進的鋅離子水電池，該電池的循環壽命更長。這一突破解決了鋅枝晶生長和陰極材料限制的難題。資料來源：毛云杰

鋅離子水電池是鋰離子電池的一種低成本、安全的替代品，具有很高的理論容量。然而，陰極材料有限的電化學性能和陽極上鋅枝晶的生長降低了鋅離子水電池的能量密度和循環壽命。要開發出更好的水性鋅離子電池，設計高能量密度的陰極和抑制鋅枝晶的生長非常重要。

Zn-VS2 AZIB 的示意圖和電化學性能。(b) 富空位 Zn-VS 2 AZIB 的超長循環性能。(c) 與其他陰極相比，富空位 VS2 的 Ragone 圖。(d) 由 Zn-VS2 電池供電的 LED 燈的光學照片。資料來源：毛云杰

在這項研究中，研究小組克服了現有陰極材料的局限性和鋅枝晶的生長問題。他們采用一步水熱法和原位電化學缺陷工程來制造 VS2 材料。這種材料具有豐富的缺陷，能有效減少鋅離子與 VS2 之間的靜電作用。它允許 Zn2+ 沿 ab 平面和 c 軸進行三維傳輸，因而具有出色的速率能力。

雖然由于枝晶的生長，循環穩定性仍然是一個問題，但研究小組發現，引入外部磁場可以抑制枝晶的生長，并顯著提高電池的使用壽命。在弱磁場下工作的高性能 Zn-VS2 電池顯示出超長的循環壽命，并提供了高能量密度和功率密度。

研究小組表示，這項工作可能會對未來的儲能技術產生重大影響。

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