Une nouvelle stratégie a été proposée dans le domaine des batteries aqueuses zinc-ion pour contribuer à augmenter la capacité des cathodes, les rendant plus efficaces, selon une étude récente Publié dans ACS Nano.
« Nous avons converti le vanadium de faible valence en vanadium de haute valence en oxydes en utilisant une méthode électrochimique », a déclaré le professeur HU Linhua des instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences, qui a dirigé l’équipe.
Les batteries aqueuses zinc-ion (AZIB) constituent une technologie prometteuse pour le stockage d’énergie stationnaire à grande échelle. Pour rendre cette technologie plus viable pour une utilisation commerciale, les chercheurs ont développé des matériaux cathodiques innovants pour améliorer les performances. Les oxydes de vanadium (VOx) ont été largement considérés comme une option favorable pour les AZIB. Cependant, leur faible conductivité électronique et leur lente cinétique de diffusion du Zn2+ ont posé des défis pour démontrer la dominance du VOx.
Dans cette étude, les chercheurs ont construit une transition de phase induite électrochimiquement in situ pour obtenir des matériaux cathodiques aqueux à ions zinc haute performance.
Ils ont utilisé un processus spécial pour modifier la structure d’un matériau appelé V6O13 en V5O12·6H2O lors de sa première charge. Ce changement a rendu le matériau plus conducteur de l’électricité et a permis aux ions zinc de se déplacer plus facilement, augmentant ainsi sa capacité à stocker de l’énergie.
Le matériau modifié présentait également des espaces facilitant le déplacement des particules et restait stable pendant de nombreux cycles de charge. En conséquence, le nouveau matériau pouvait être chargé très rapidement, avait une capacité de stockage d’énergie élevée, fonctionnait bien à des taux de charge élevés et durait longtemps sans perdre sa capacité à stocker de l’énergie.
Cette nouvelle méthode offre une nouvelle direction pour résoudre les défis liés au développement de cathodes hautes performances pour les AZIB, selon l’équipe.
Plus d’information:
Li’e Mo et al, La transformation de phase induite électrochimiquement dans l’oxyde de vanadium stimule l’intercalation Zn-Ion, ACS Nano (2023). DOI : 10.1021/acsnano.3c11217