近些年来，普鲁士蓝类似物（PBAs）因其开放的三维骨架结构，多孔的结构和较高的工作电压被广泛应用于水系锌离子电池正极材料。其中，钒基普鲁士蓝（V-PBA）具有多组氧化还原电对和更高的理论容量，受到广泛的研究。然而，钒基材料固有的溶解特性，以及钒离子在溶液中具有多种表现形式，使得V-PBA在循环过程中面临框架结构坍塌严重的问题和活性材料损失的风险，进而导致PBA基水系锌离子电池具有较差的循环稳定性和倍率性能。庞欢团队首次采用原位转化方法以V₆O₁₃为前体成功制备V-PBA纳米立方体，同时，采用电解液改性策略，通过引入高盐电解液和共晶电解液，实现了水系锌离子电池在大电流密度（10 A g^-1）下循环稳定性能的提升和倍率性能的改善。该研究为纳米MOF材料的合成提供了新的思路，同时为实现高循环性能和倍率性能的PBA基水系锌离子电池提供了研究方向。该成果以“Ambient Synthesis of Vanadium-based Prussian Blue Analogues Nanocubes for High-performance and Durable Aqueous Zinc-ion Batteries with Eutectic Electrolytes”为题发表在高水平期刊Angewandte Chemie International Edition上，论文第一作者为博士研究生时宇馨，通讯作者为庞欢教授，通讯单位为扬州大学化学化工学院。

文章信息：

Yuxin Shi, Biao Yang, Gongjing Song, Zhidong Chen, Mohsen Shakouri, Wenfeng Zhou, Xiaoxing Zhang, Guoqiang Yuan, and Huan Pang*, Ambient Synthesis of Vanadium-based Prussian Blue Analogues Nanocubes for High-performance and Durable Aqueous Zinc-ion Batteries with Eutectic Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411579. DOI: 10.1002/anie.202411579. (IF=16.6)

论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411579

可充电金属-碘电池（MIBs），尤其是水系锌-碘电池（AZIBs），因其高理论容量、碘资源丰富及成本效益高而受到广泛关注。然而，锌枝晶与低效碘宿主材料等问题限制其发展。尤其是碘物种的低电导率和穿梭效应会导致电池的循环性能和倍率性能不佳。传统非极性碳质材料对碘中间体作用力弱，功能化的碳质材料通过增强碘物种与碳宿主的相互作用，显著提高了电池性能。近日，扬州大学庞欢教授课题组利用铁掺杂沸石咪唑框架-8（Fe-ZIF-8）衍生的铁-氮-碳（Fe-N-C）纳米结构，作为AZIBs的高效正极宿主材料。具体地，通过对Zn-MOF前驱体（ZIF-L、ZIF-8和Zn-MOF-74）的种类和尺寸的优化，以及金属掺杂碳中的金属种类和含量的调控，探究了一系列多孔碳和金属-氮-碳材料作为碘宿主的结构与性能之间的相互联系。实验数据和理论结果表明，与N-C宿主材料对比，Fe-N-C（M9）对碘物种展现出强物理化学吸附作用，显著增强了碘物种的可逆转化特性。原位拉曼光谱和原位紫外-可见光谱结果揭示了充放电机制和多碘化物的穿梭效应。此外，该研究还展示了其在柔性软包电池和可穿戴微型电池中的实际应用，为未来长寿命水系电池的设计提供了见解。其成果以题为“Confining Iodine into Metal-Organic Framework Derived Metal-Nitrogen-Carbon for Long-Life Aqueous Zinc-Iodine Batteries”在国际知名期刊Advanced Materials上发表，论文第一作者为郭笑天，通讯作者为庞欢教授，通讯单位为扬州大学化学化工学院。

文章信息：

Xiaotian Guo, Hengyue Xu, Yijian Tang, Zhangbin Yang, Fei Dou, Wenting Li, Qing Li, and Huan Pang*, Confining Iodine into Metal-Organic Framework Derived Metal-Nitrogen-Carbon for Long-Life Aqueous Zinc-Iodine Batteries. Adv. Mater. 2024, 2408317. DOI: 10.1002/adma.202408317. (IF= 29.4)

论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202408317

水系锌-碘电池因其高理论容量、碘资源丰富及成本效益高而受到广泛关注。金属有机框架（MOF）衍生的多孔碳材料因其极高的比表面积和尺寸及结构可调等特性而受到关注。扬州大学庞欢教授课题组提出了尺寸限制策略效应，即通过调节反应溶剂的体积比以及不同碳化温度得到一系列直径为40-500 nm的Zn-MOF-74棒，并在900-1100 ℃的高温碳化温度下得到了不同石墨化程度的多孔碳纳米棒。一定程度上，高温煅烧有利于提高多孔碳的电导率，增强多孔碳对碘物种的吸附能力且石墨化程度对碘转化动力学起着关键作用。通过电化学测试及原位紫外/原位拉曼技术，揭示了一系列多孔碳纳米棒的结构与其作为碘宿主的储碘性能之间的关系，同时揭示了尺寸限制策略效应和碘的转化机理。此外，软包电池和基于丝网印刷技术的柔性准固态电池实际应用也展现出MOF衍生多孔碳材料在锌碘电池中的应用前景。其成果以题为“Size Confinement Strategy Effect Enables Advanced Aqueous Zinc-Iodine Batteries”在国际知名期刊Advanced Energy Materials上发表，论文第一作者为李娜娜，通讯作者为庞欢教授和郭笑天博士，通讯单位为扬州大学化学化工学院。

文章信息：

Nana Li, Zhangbin Yang, Yong Li, Dianheng Yu, Tao Pan, Yihao Chen, Wenting Li, Hengyue Xu, Xiaotian Guo*, and Huan Pang*，Size Confinement Strategy Effect Enables Advanced Aqueous Zinc-Iodine Batteries，Adv. Energy Mater.，2024, 2402846.

DOI: 10.1002/aenm.202402846. (IF= 24.4)

论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202402846