面向锌离子电池的高电压阴极：发现管线与材料设计规则
材料科学
2025-04-17 v1
摘要
高效的能源存储系统是解决可再生能源间歇性问题的关键。作为多价电池，锌离子电池（ZIBs）由于 zinc 作为负极的可行用途，提供了低成本的锂离子电池替代方案。然而，要最大化 ZIBs 的潜在影响势力，仍需开发锌扩散更好的可充电阴极。为更好地理解影响 ZIB 阴极材料中锌离子迁移的化学和结构因素，我们采用高通量计算筛选方法，系统评估候选 ZIB 阴极的 intercalation host，扩展了化学搜索空间，聚焦于不含锌的空 intercalation host。我们利用高通量筛选漏斗来识别 ZIBs 中的有前景的阴极，将筛选标准与基于 DFT 的 Zn²+ 嵌入和扩散计算相结合。利用这组数据，我们确定有利于候选阴极材料中锌离子迁移的设计原则。该研究在上一工作关于多价离子阴极的基础上，拓宽了下一代多价能源存储系统的化学空间。
引用
@article{arxiv.2504.11678,
title = {Towards High-Voltage Cathodes for Zinc-Ion Batteries: Discovery Pipeline and Material Design Rules},
author = {Roberta Pascazio and Qian Chen and Haoming Howard Li and Aaron D. Kaplan and Kristin A. Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11678},
year = {2025}
}