先进的正极材料在推动水系电池安全储能技术方面发挥着重要作用。过渡金属双氢氧化物由于晶体结构不稳定,离子传输缓慢,锌离子存储活性中心不足,通常难以作为水系锌离子电池(AZIBs)的稳定正极。
近日,为了释放LDH作为锌离子电池高性能正极材料的潜力,北京化工大学孙晓明教授,Wen Liu,中科大Li Song报道了Ni3Mn0.7Fe0.3-LDH的电化学活化和在金属氧化物层板中引入氢空位。
文章要点
1)含氢空位的三元LDH(Hv-Ni3Mn0.7Fe0.3-LDH)在AZIBs中表现出较高的电化学性能,在50 mA g−1电流密度下的可逆容量为328 mAh g−1,稳定循环500次以上,容量保持率为85%。
2)软X射线吸收近边结构(XANES)研究表明,氢空位形成后的氢氧化物中的氧原子是锌离子存储的活性中心,这不仅提高了锌离子的可逆容量,而且促进了锌离子的扩散。
3)此外,不同过渡金属之间的协同作用抑制了结构退化,使其具有优异的循环稳定性。
这项工作为LDHs作为AZIBs中一种很有前途的安全储能正极材料提供了一个令人振奋的机会,也可以推广到其他多电子正极材料。
参考文献
Yajun Zhao, et al, Unlocking Layered Double Hydroxide as a High-Performance Cathode Material for Aqueous Zinc-Ion Batteries, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202204320
https://doi.org/10.1002/adma.202204320