湖北大学/物构所Nano-Micro Lett.：氧缺陷增强阴离子吸附能实现Ni-Zn电池的超高倍率和耐用正极

2023年10月27日上午10:24 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 36

高能量密度的碱性锌基电池正成为研究热点。然而，差循环稳定性和低倍率性能限制了它们的广泛应用。

湖北大学王浩、万厚钊、中科院福建物质结构研究所Chi Chen等人将具有丰富氧缺陷的超薄CoNiO₂纳米片固定在垂直排列的Ni纳米管阵列（Od-CNO@Ni NTs）上，用作可充碱性Ni-Zn电池的正极材料。

图1 Od-CNO@Ni NTs纳米结构的合成机理

由于高度均匀的Ni纳米管阵列提供了快速的电子/离子传输路径和丰富的活性位点，因此Od-CNO@Ni NTs电极具有出色的容量（432.7 mAh g^-1）和倍率性能（218.3 mAh g^-1 at 60 A g^-1)。

此外，Od-CNO@Ni NTs//Zn电池具有超长寿命（循环5000次后保持初始容量的93.0%）、547.5 Wh kg^-1的极高能量密度和92.9 kW kg^-1的功率密度。

图2 Od-CNO@Ni NTs//Zn电池性能

此外，密度泛函理论（DFT）表明，氧缺陷的引入可以提高OH-的吸附能，从而提高充放电过程中晶体结构的循环稳定性。

同时，氧缺陷可以有效地调节表面电子结构以促进电荷存储。这项工作为开发超耐用、超快、高能量的Ni-Zn电池开辟了合理的思路。

图3 Od-CNO@Ni NTs//Zn软包电池性能

Oxygen-Defect Enhanced Anion Adsorption Energy Toward Super-Rate and Durable Cathode for Ni-Zn Batteries. Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00699-z

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湖北大学/物构所Nano-Micro Lett.：氧缺陷增强阴离子吸附能实现Ni-Zn电池的超高倍率和耐用正极

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