天津大学范晓彬/张启成AEM：解决水系锌电中的焦钒酸锌争议- 大数跨境

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天津大学范晓彬/张启成AEM：解决水系锌电中的焦钒酸锌争议

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2025-11-26

导读：天津大学范晓彬/张启成AEM：解决水系锌电中的焦钒酸锌争议

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文章信息

解决水系锌电中的焦钒酸锌争议：本征惰性、形成机制与表征陷阱

第一作者：袁晨、刘会斌；

通讯作者：范晓彬教授、张启成博士后；

通讯单位：天津大学；

论文DOI：10.1002/aenm.202504549

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研究背景

水系锌离子电池（AZIBs）凭借其安全性高、成本低、环境友好等优势，已成为下一代大规模储能技术的研究前沿。在水系锌离子电池的研究中，钒基氧化物因具备较高的理论容量和良好的电化学活性，逐渐成为主流的正极材料，推动着该领域的快速发展。

尽管钒基氧化物正极的研究取得了诸多进展，但该领域长期以来被一个核心争议所困扰——焦钒酸锌（ZVO）的作用界定问题。焦钒酸锌作为一种普遍存在的副产物，在大量锌钒电池相关研究文献中出现，然而其在电池体系中的作用却众说纷纭。部分研究认为ZVO是电池容量的活性贡献者，而另一些研究则指出其是导致电池性能衰减的有害副产物。这种认知上的模糊不仅使得相关研究文献结论相当混乱，还严重误导了钒基正极材料的设计方向，成为制约水系锌离子电池领域精准发展的关键瓶颈。

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文章简介

近日，天津大学先进纳米结构与传递过程实验室团队在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为“Resolving the Controversy of Zinc Pyrovanadate in Aqueous Zinc‐ion Batteries: Intrinsic Inertness, Formation Mechanism, and Characterization Pitfalls”的研究文章。本研究系统地解决了焦钒酸锌（ZVO）在水系锌离子电池中存在的一系列关键问题，包括明确其本征电化学特性、揭示其形成路径，以及指出并规避其表征过程中存在的隐藏陷阱，为厘清该领域的认知混乱提供了权威依据。

1）证实ZVO的本征惰性，纠正领域普遍认知偏差

2）揭示pH驱动的ZVO形成机制，建立正负极关联体系

3）揭露表征陷阱，为机理研究提供规范指引

图1 焦钒酸锌（ZVO）物相性质分析。

图2 已报道“ZVO”的成分识别。

图3 长循环过程中焦钒酸锌（ZVO）的形成机制。

图4 焦钒酸锌（ZVO）非原位表征的表征陷阱。

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文章链接

C. Yuan, H. Liu, L. Liu, S. Fan, Z. Chen, H. Wang, W. Peng, Y. Li, Q. Zhang, X. Fan. Resolving the Controversy of Zinc Pyrovanadate in Aqueous Zinc‐ion Batteries: Intrinsic Inertness, Formation Mechanism, and Characterization Pitfalls. Adv. Energy Mater. 2025, e04549.

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202504549

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通讯作者简介

范晓彬，男，天津大学讲席教授、博导，化工学院院长，国家级领军人才。长期从事化工新材料、新能源化工等研究工作。近年来，在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Lett.等国际知名学术期刊上，累计发表近300篇高水平研究论文，并受邀在Chem. Soc. Rev.等期刊发表多篇综述论文，总SCI他引次数超13000次，H指数57，连续多年入选美国斯坦福大学“全球前2%科学家”以及爱思唯尔(Elsevier)“中国高被引学者”榜单，并荣获省部级自然科学一等奖（2017年，第一完成人）等多项科技奖励，入选国家级领军人才等支持计划。

张启成，男，助理研究员，先进纳米结构与传递过程实验室成员，获2024年国家资助博士后研究人员计划支持。主要研究方向为选择性催化加氢、电催化有机物转化以及化工新材料的规模化制备。在ACS catalysis，Nano Letters等期刊发表研究论文三十余篇，申请国家发明专利十余项。