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(fā)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(gòu)概念，開發(fā)出具有優(yōu)良電化學性能的層狀雙氫氧化物基異質(zhì)結(jié)正極材料。
電化學重構(gòu)概念在電化學能源轉(zhuǎn)換領域獲得了廣泛認可，主要指電催化劑材料在電化學轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生材料物相轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。受此啟發(fā)，團隊通過控制電化學反應過程，借助可控的電化學重構(gòu)方法，可以在基體上實現(xiàn)第二相的原位生成，獲得具有緊密界面的異質(zhì)結(jié)材料。
研究團隊發(fā)展了高壓電化學活化策略，通過異質(zhì)結(jié)構(gòu)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(shù)，系統(tǒng)探究了異質(zhì)結(jié)正極的儲鋅機制。豐富的異質(zhì)界面為鋅離子的存儲提供了大量活性位點，同時異質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)建電場調(diào)控了材料的電子結(jié)構(gòu)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(yōu)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。
