水性锌离子电池由于其成本和安全优势，在规模化储能系统中展现了巨大的潜力。钒氧化物作为典型的正极材料，虽然理论容量高、晶体结构多样，但其活性位点有限、电子/离子传输性能差，限制了实际的储能容量。当前主要的改进方法有：引入导电涂层、构筑缺陷和客体离子预嵌入等。尽管这些方法能够提高电荷传输性能，但在传统电极中仍然存在浓差极化以及固态扩散阻力等问题，造成反应动力学缓慢，在厚电极中更为严重。此外，由于质子对钒氧化物的腐蚀，实现低电流密度下的正极稳定性仍然存在挑战。

针对这一问题，娱乐城 晁单明教授联合吉林师范大学冯明教授，中科院长春应化所王颖教授团队，提出一种集成式的有机混合电子/离子导体（OMEIC），通过空间耦合电荷传输路径，实现电荷（Zn²⁺/e^-）的重新分配和快速传输。通过原位石英晶体微天平技术揭示了OMEIC的自掺杂行为和锌离子配位/解离的独特电荷存储机制。并通过原位电化学阻抗技术研究了OMEIC的电子/离子电导率随实时电位的变化，证明了其在时间尺度上固有的优异导电特性。通过钒氧化物的层间限域作用，在纳米尺度上构建双导电路径，进而提高电荷密度并加速离子扩散，产生更多的活性位点并加速反应动力学，从而增强正极的实际电化学性能。

性能测试表明，定制正极（PEDOT-SO₃-ZnVO）在10 mg cm^-2的负载下能够提供310/148 mAh g^-1(0.2/10 A g^-1)的高倍率性能。进一步增加到21 mg cm^-2，正极仍能够实现6.0 mAh cm^-2的超高面积容量和优异的循环稳定性（0.2 A g^-1循环100圈后保持率为79.1%）。上述成果以题为"Spatially Coupling Electronic–Ionic Transport in Organic Mixed Conductors as Cathodes for Efficient Zn–V Batteries "发表于Angewandte Chemie International Edition(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202425080；DOI:10.1002/anie.202425080)。本文第一作者为娱乐城 朱梅华博士，通讯作者为娱乐城 晁单明教授、吉林师范大学冯明教授和中科院长春应化所王颖教授。该研究得到国家自然科学基金和吉林省自然科学基金的资助。

图1有机电子/离子导体的结构及电荷传输机理

论文链接：//doi.org/10.1002/anie.202425080