近日，我院李新宇研究员课题组在水系锌离子电池正极结构设计与限域调控的研究方面取得重要进展。相关成果以《Discrete V₂O₅/NCQDs heterogeneous assemblies synergizing built-in fields and confinement for enhanced aqueous zinc ion storage》为题发表在自然指数（Nature Index）期刊《Applied Physics Letters》上，李新宇研究员为该论文的通讯作者，物理学硕士研究生卢桂玲为第一作者。

该研究提出“异质界面-分级限域”协同策略，通过原位化学键合将氮掺杂碳量子点（NCQDs）锚定于V₂O₅纳米颗粒表面，构筑具有内建电场的离散异质单元，并进一步将其嵌入三维石墨烯气凝胶（GA）的“笼”式框架中，形成一体化正极（V₂O₅/NCQDs@GA）。内建电场可显著降低Zn²⁺扩散势垒并激活体相活性位，而GA的分级限域网络则有效抑制钒溶解、缓冲体积膨胀，并实现电子/离子快速传输。

实验与密度泛函理论计算共同证实，V₂O₅/NCQDs@GA具有稳定的互联导电网络与优异的界面稳定性，在5A g^-1 的高电流密度下，V2O5/NCQDs@GA正极在循环1500次后仍然保持稳定，每次循环的衰减率低至0.04%。该工作为高性能、长寿命水系锌离子电池的理性设计提供了新范式。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0278578

(一审：李新宇；二审：朱鹏飞；三审：张富文）