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

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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:28
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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