SCMs|孔相双调控提高水系锌电池中硒化镍基电极性能

金属硫系化合物作为水相锌电池的高性能阴极具有很大的潜力。然而，低可达表面和剧烈的体积膨胀限制了其整体性能和实际应用。为此，采用相工程策略结合空心结构设计，调控OH⁻在电极表面的吸附/脱附，能显著提高电极的整体电化学性能。

近日，中国石油大学孙道峰教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，首次利用Se@C纳米棒模板，通过原位硒化过程可控合成了一系列碳纳米管(CNT)负载的镍硒化物，包括立方型NiSe₂、NiSe₂/Ni_0.85Se复合材料、六方型Ni_0.85Se。优化后的NiSe₂/Ni_0.85Se/CNT复合材料具有比表面积大、孔隙率高、碳骨架空心等优点，具有616 C g⁻¹的高比容量、优良的倍率性能和稳定的循环寿命。

图1 碳纳米管@硒化镍的合成示意图。

通过一系列的非原位表征和DFT计算，深入研究了其内部的法拉第机制。结果表明，所制备的Ni//Zn电池在3485 W kg⁻¹时具有311.4 W h kg⁻¹的高能量密度和较长的循环寿命。

图2 Ni//Zn电池的电化学性能。

本研究为硒化镍基电极材料的设计提供了一种巧妙的策略，且深入研究了其在碱性锌电池中的法拉第机理。 

文章信息

Mei, H., Zhang, H., Li, Z. et al. Enabling kinetically fast activation of carbon nanotube@nickel selenide through pore-phase dual regulation in aqueous zinc battery. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1791-1

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