据中科院官网报道，中国科学技术大学国家同步辐射实验室教授宋礼团队基于插层型锌离子电池正极材料的同步辐射谱学表征，提出了插层剂诱导Vt2g轨道占据的概念，开发了具有快速充电性能的铵根插层五氧化二钒锌离子电池正极材料。本工作发挥同步辐射光源的综合性实验平台的优势，结合多种原位与非原位同步辐射谱学实验技术，揭示了铵根离子（NH4+）插层后，V₂O₅中V 3dt2g轨道占据的变化以及充放电过程中的可逆演变规律。研究发现，NH4+插层在较大程度上诱发了V-O键的结构畸变，进一步导致电子结构的重排，促使Vt₂g轨道中3dxy空态的占据。这种Vt2g轨道占据提高了材料的电导率，联合NH₄⁺插层后拓宽的层间距，从而显著加速了锌离子（Zn²⁺）的转移，实现了锌离子电池的超高倍率性能。测试结果表明，在电流密度为200 C时，铵根插层五氧化二钒（NH₄⁺-V₂O₅）正极材料的比容量仍维持在101.0 mA h g^-1，且充电时间仅需18 s。该工作从原子轨道方面对插层型V₂O₅材料中Zn²⁺储能机制的理解提供了依据，并为高性能锌离子电池在快充储能器件中的应用奠定了基础。相关研究成果以Intercalant-induced Vt2gorbital occupation in vanadium oxide cathode toward fast-charging aqueous zinc-ion batteries为题，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。