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太原理工提出構筑異質結鋅離子電池正極材料新策略

層狀雙氫氧化物電極材料在水系電化學儲能領域具有廣闊的應用前景,但在近中性電解液體系中,受到低儲能容量等限制。近日,太原理工大學材料科學與工程學院教授王孝廣團隊在材料科學領域知名期刊small上發表最新研究成果。研究團隊提出一種堿性高壓電化學活化策略,利用電化學重構概念,開發出具有優良電化學性能的層狀雙氫氧化物基異質結正極材料。

電化學重構概念在電化學能源轉換領域獲得了廣泛認可,主要指電催化劑材料在電化學轉化過程中發生材料物相轉變的現象。受此啟發,團隊通過控制電化學反應過程,借助可控的電化學重構方法,可以在基體上實現第二相的原位生成,獲得具有緊密界面的異質結材料。

研究團隊發展了高壓電化學活化策略,通過異質結構設計極大提升了層狀雙氫氧化物材料在水系鋅離子電池中的儲能性能,通過多種表征技術,系統探究了異質結正極的儲鋅機制。豐富的異質界面為鋅離子的存儲提供了大量活性位點,同時異質結構的內建電場調控了材料的電子結構和對離子的吸附能力。此外,團隊研制的柔性鋅離子電池器件具有優良的使役性能。上述策略為層狀雙氫氧化物的改性和鋅離子正極材料的設計提供了新的見解。

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