Ultrafast Tailoring Amorphous Zn0.25V2O5 with Precision‐Engineered Artificial Atomic‐Layer 1T′‐MoS2 Cathode Electrolyte Interphase for Advanced Aqueous Zinc‐Ion Batteries

阴极 材料科学 无定形固体 电解质 相间 化学工程 水溶液 离子 超短脉冲 纳米技术 图层(电子) 冶金 电极 化学 结晶学 物理化学 光学 有机化学 物理 工程类 激光器 生物 遗传学
作者
Chen Hu,Binjie Li,Kunkun Nie,Ziyi Wang,Yujia Zhang,Lixin Yi,Xiaorong Hao,Huang Zhang,Shaokun Chong,Z.Y. Liu,Wei Huang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (1): e202413173-e202413173 被引量:27
标识
DOI:10.1002/anie.202413173
摘要

Vanadium (V)-based oxides as cathode materials for aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) still encounter challenges such as sluggish Zn2+ diffusion kinetics and V-dissolution, thus leading to severe capacity fading and limited life span. Here, we designed an ultrafast and facile colloidal chemical synthesis strategy based on crystalline Zn0.25V2O5 (c-ZVO) to successfully prepare a-ZVO@MoS2 core@shell heterostructures, where atomic-layer MoS2 uniformly coats on the surface of amorphous a-ZVO. The tailored amorphous structure of a-ZVO provides more isotropic pathways and active sites for Zn2+, thus significantly enhancing the Zn2+ diffusion kinetics during charge-discharge processes. Meanwhile, as an efficient artificial cathode electrolyte interphase, the precision-engineered atomic-layer MoS2 with semi-metallic 1T' phase not only contributes to improved electron transport but also effectively inhibits the V-dissolution of a-ZVO. Therefore, the prepared a-ZVO@MoS2 and conceptually validated a-V2O5@MoS2 derived from commercial c-V2O5 exhibit excellent cycling stability at an ultralow current density (0.05 A g-1) while maintaining good rate capability and capacity retention. This research achievement provides a new effective strategy for various amorphous cathode designs for AZIBs with superior performance.
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