镍锌电能存储器件具有固有安全性、成本低、制造工艺相对简单等显著优势,但是正极氢氧化镍往往受限于本身活性位点不足和反应动力学有待提升的问题,限制了这一类器件性能的进一步提升和实际应用。
该研究工作通过可控的阴离子交换,在NiCo-LDH上构筑了临界双金属磷化层 (Critical bimetallic phosphide layer, CBPL),得到了核壳结构的纳米复合正极 (NiCo-P1.0)。得益于高导电性的CBPL,以及CBPL与NiCo-LDH之间形成的大面积异质结构,正极的导电性和反应动力学有着明显提升。并且,CBPL显示出电化学活性,可以与NiCo-LDH协同反应,最终实现了电极能量供应的提升。得益于这一双功能的CBPL,NiCo-P1.0正极在1C的电流密度下实现了286.64 mAh g−1的高容量,并且在电流密度增加到40C时,仍然具有72.22%的容量保持率。此外,制备的NiCo-P1.0//Zn电能存储器件实现了503.62 Wh kg−1的最大能量密度和18.62 kW kg−1的最大功率密度。最终封装的柔性准固态镍锌电能存储器件表现出良好的循环稳定性和柔性,可以在多种变形条件下实现稳定供能。
该研究展示了双功能CBPL在电极改性中的优越性,为实现高性能电能存储器件的正极提供了高效且可扩展的设计策略。
相关成果以“Critical Bimetallic Phosphide Layer Enables Fast Electron Transfer and Extra Energy Supply for Flexible QuasiSolidState Zinc Batteries”为题,发表在Nano-Micro Letters期刊上。
论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-025-01784-3