中科院福建物质结构研究所/中科院海西研究院厦门稀土材料研究所申仲荣研究员团队将球形纳米颗粒V₂O₃@C正极材料和Zn(CF₃SO₃)₂+LiTFSI混合型水盐电解液用于锌离子电池中，通过快速电化学活化V₂O₃@C正极材料的方法，得到优异的电化学储能性能，并提出了正极材料原位活化的机理和所需条件。

水系锌离子电池是近年来电池领域的一个研究热点，基于低成本、高安全性、高容量等优点，其在电网储能和可穿戴器件等领域具有广泛的应用前景。但是锌离子电池的商业化应用仍然受限于电池的长循环稳定性、锌枝晶以及水系电解液分解等诸多问题。

为了系统性解决上述问题，中科院福建物质结构研究所/中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究所申仲荣研究员团队构筑了一种全新的Zn|Zn(CF₃SO₃)₂+LiTFSI|V₂O₃@C锌离子电池体系，并展现出优异的循环和倍率性能。本文第一作者郑隽助理研究员将水盐电解液首次成功用于V₂O₃体系的锌离子电池中，设计了一种中等浓度的Zn(CF₃SO₃)₂+LiTFSI混合型水盐电解液，通过在水盐中保留一定量的自由水以同时满足纳米V₂O₃@C正极原位氧化的需要。使用水盐电解液改善了与正极材料的界面润湿性能，极大地减少了钒离子在电池存储和循环过程中的溶解，同时避免了充放电过程中正极材料表面Zn₃(OH)₃V₂O₇等杂质和负极锌枝晶的生成。在正极材料合成方面，本文共一作者詹晨阳博士采用有机小分子对苯二胺作为碳源，通过碳热反应，基于碳层的均匀包覆和对纳米颗粒的限域效应，合成了分散性良好和高电子电导率的纳米V₂O₃@C颗粒。V₂O₃@C在首圈充放电过程中会原位快速地转化为无定型V₂O₅@C，并且伴随着部分Zn离子和水分子嵌入V₂O₅短程有序结构中的层间，作为支柱起到稳定V₂O₅层的效果并使得活化过程快速完成。

文中还系统探讨了该电化学诱导氧化的机理和条件。基于水盐电解液和纳米正极材料两者的协同效应，该结构的锌离子电池在不同倍率下都展现出优异的容量、循环性能和库伦效率，0.3A g^-1 (1C) 下初始容量达到421.3 mAh g^-1 ，3A g^-1 (10C) 下容量大于240 mAh g^-1并且在800圈后的容量保持率为96.3 %。通过对正极材料和电解液组分的系统性优化和改进，Zn|Zn(CF₃SO₃)₂+ LiTFSI|V₂O₃@C结构的锌离子电池展现出极具潜力的应用前景。

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