2025年12月15日，梅俊教授课题组在锌离子电池钒基正极材料研究中取得新进展。研究成果以“Vanadium-nitrogen bonding configurations: Crucial contribution for electrochemical zinc-ion storage”为题，发表在国际知名期刊《Nano energy》上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111538

钒氧化物因其开放的层状结构、丰富的价态变化以及可调控的电子环境在水系锌离子电池正极材料领域得到广泛研究。已有研究表明，通过在钒基骨架中引入非金属杂原子，可有效提升材料的电化学性能。其中，钒-氮（V–N）键在促进锌离子传输方面展现出良好潜力，但其研究仍面临两大挑战：一方面，由于材料组分复杂和合成手段的限制，V–N键常伴随多种氮构型共存，导致难以系统建立键构型与电化学性能之间的构效关系，也难以准确追溯快速锌离子传输的机制源头；另一方面，尽管部分实验证实性能提升与V–N键有关，其背后的理论机制仍有待深入阐明。因此，揭示V–N键构型对锌离子传输的促进机制，对推动水系锌离子电池技术的发展具有重要意义。

本研究通过对钒酸铵在不同气氛（空气Or-NVO、氮气Nr-NVO、氩氢混合气Hr-NVO）下热处理，制备了具有不同V–N键构型的钒氧化物，系统探究了它们的电化学锌离子传输行为。结构表征与锌离子迁移轨迹分析表明，高配位V–N键能够有效降低锌离子的迁移势垒并优化其存储行为。该研究为深入理解水系锌离子电池中离子的传输机制提供了重要的理论依据。

河南大学纳米科学与材料工程学院为论文第一通讯单位，我院2023级硕士研究生郑中钦为论文并列第一作者，河南大学梅俊教授、河南农业大学张冰倩和上海理工大学窦世学教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省自然科学基金和中国博士后基金项目的支持。