“多变且高能”的钒氧化物在储能领域中的应用

开发绿色、环保、清洁的新能源及以此为基的新的能源结构已经成为21世纪备受瞩目的焦点与热点，而在此新源结构中储能则扮演着至关重要的角色。在各种储能技术中，锂离子电池（Li-ion battery, LIBs）和钠离子电池（Na-ion battery, NIBs）被认为是两种极具潜力的储能技术，其中LIBs由于具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，已被广泛应用于各种便携式电子设备中，更被认为是近年来迅速崛起的电动汽车储能系统的最佳解决方案。而NIBs则由于资源广泛、成本低廉等优势，在大规模储能领域中具有极大的前景。然而，随着这些新应用的快速发展，它们也对LIBs和NIBs提出了更高的要求，如更高的能量和功率密度、更长的循环寿命、更低的成本等，而开发更为先进的电极材料则是实现上述目标最为关键的环节。作为一种典型的层状晶体结构材料，钒氧化物由于具有放电比容量大、能量密度高、储量丰富、成本低廉等优势，被认为是一种非常具有竞争力的下一代先进储能材料。钒氧化物可被分为氧化钒（如V2O5, V6O13, V3O7·H2O, VO2 (B), V2O3等）和钒酸盐（如Li3VO4, NaVO2, NaV2O5等），并且已被广泛应用于LIBs和NIBs中。