用于可充电锌电池的层状氧化物

层状氧化物可以构成电池电极高性能材料的基础。KAUST团队开发了一种便宜而简单的技术，为可再充电的锌离子电池创造了这一关键要素。

锂离子电池可为大多数日常电子设备供电，例如手机和笔记本电脑。但是，越来越需要以更大的规模存储能量，例如保留太阳能电池产生的电能以供夜间使用。将锂离子电池技术扩展到这种工业水平的应用是昂贵的，并且存在严重的安全问题，包括毒性和电解质的可燃性。

相反，由Husam Alshareef领导的团队正在开发使用水基电解质的锌离子电池，该电池具有空气稳定，安全，环保和廉价的优势。Alshareef说：“基于锌离子的水电池可以为用于电网存储的锂离子电池提供更安全，更具成本效益的解决方案。” “此外，与铅酸电池相比，它们使用的环保材料更多。”

锂离子和锌离子电池通过将离子电存储在电极中来工作。在充电过程中，离子通过电解质从一个电极流到另一个电极，在此处被称为嵌入的过程捕获。这意味着电极材料是优化电池性能的关键。

在最近的锌离子电池研究中显示出很大希望的一种材料是钒基化合物。这些材料具有层状且非常开放的原子晶体结构，并具有足够的空间来捕获和存储锌离子。

该团队现已开发出一种微波方法来快速合成超长焦钒酸锌(Zn3V2O7(OH)2·2H2O)阴极。他们将Zn(NO3)2·2H2O与商业NH4VO3粉末混合，每种粉末都溶解在去离子水中，并通过微波辐射引发反应。然后干燥所得材料，然后将其用于电池中。

他们发现，这种锌离子电池可以实现高达214瓦时/千克的能量密度，这比以前报道的水性锌离子电池和商用铅酸电池要高得多，并且具有更高的稳定性。

研究团队认为，他们的微波技术也可以用于制造其他金属丙酮酸金属化合物。学生和研究的主要作者。夏说：“我们已经制造出用其他阳离子取代锌的化合物，这些阳离子会生成更大的金属氧化物多面体，并能够嵌入更多数量的锌离子。”