在“双碳”战略与新型电力系统建设双重倒逼下，我国将高安全、低成本、长寿命的储能技术纳入国家能源安全核心。面对锂资源对外依存度高、有机系电池热失控风险大及欧美技术封锁，开发丰产元素替代体系已成当务之急。水系锌离子电池依托锌储量国内丰富、理论容量高（820 mAh g^-1）、水系电解液本征不燃等优势，被《“十四五”新型储能发展实施方案》明确列为重点攻关路线。然而，电极材料仍受锌沉积枝晶、正极溶解与迟缓动力学制约，器件寿命与能量密度距国标尚有差距，亟需突破高可逆锌负极与高容量正极的关键核心技术。对此，我校赵英渊博士团队对水系锌离子电池的阴极材料开展了系统性研究，取得了新的研究进展。

该研究通过简单的水热法合成了负载在碳纳米片上的小尺寸低结晶度V掺杂MnO₂纳米片（V-MnO₂/CN）。碳纳米片（CN）不仅可以提高电导率，还可以为生长小MnO₂纳米片提供均匀的成核位点。V掺杂可以进一步减小纳米片的尺寸，调节电子结构，降低MnO₂的结晶度，产生大量的氧空位。此外，小纳米片可以暴露出丰富的活性位点，缩短离子/电子传输距离。作为ZIBs的阴极，V-MnO₂/CN在0.5 A g^-1下的比容量为356.6 mAh g^-1，在1 A g^-1的1000次循环后保持良好的容量保持率为84.1%。

图1 V-MnO2/CN合成策略及电化学性能

研究结果以论文形式发表于《Journal of Colloid And Interface Science》，题目为“Vanadium dopant induced the small and low crystallinity layered MnO₂ supported on the carbon Nanosheets for high-performance aqueous zinc-ion batteries”。赵英渊博士为该论文的第一作者与通讯作者。

《Journal of Colloid And Interface Science》是由Elsevier出版的化学领域的国际权威期刊，主要发表胶体化学、界面化学与物理、分散体系以及纳米材料界面行为等方向的前瞻性和原创性成果，该期刊最新影响因子为9.7，是中科院SCI一区期刊。

该工作在国家自然科学基金(21905029)支持下完成。

原文链接：：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.139152