SCMs|基于介孔氮掺杂氧缺陷型三氧化二铁正极的新型高性能可充放碱性锌电池

高效、环保、廉价的正极材料被认为是可充电碱性锌电池(RAZBs)的核心要素。据此, 中山大学卢锡洪教授和湖北师范大学滕春霖博士等开发出一种具有三维有序介孔结构、丰富氮掺杂和氧缺陷的三氧化二铁纳米材料(N-Fe₂O_3−x)。该材料作为一种新型碱性锌电池的正极材料，表现出优异的性能。

N-Fe₂O_3−x纳米材料采用独特的高等静压纳米铸造工艺和N₂等离子体活化方法制备，该材料具有高有效面积、丰富的活性位点、快速的电解质扩散通道和短电荷传输途径。以优化后的N-Fe₂O_3−x材料为正极，金属锌为负极制备的N-Fe₂O_3−x//Zn碱性锌电池具有高的容量和能量密度，基于活性物质N-Fe₂O_3−x的重量计算)。此外，该可充电锌电池具有良好的稳定性，在电流密度下，1000次循环后仍有73%的电容保持率。该N-Fe₂O_3−x//Zn电池的电化学性能远远高于目前其他铁基锌电池。

图1. N-Fe₂O_3−x的合成过程示意图

图2. N-Fe₂O_3−x//Zn电池的循环性能和能量比较Ragone图

本工作首次利用三氧化二铁作为正极材料应用于可充电碱性锌电池的研究，其优良特性将吸引更多研究者的兴趣。

文章信息

Teng, C., Zhang, C., Yin, K. et al. A new high-performance rechargeable alkaline Zn battery based on mesoporous nitrogen-doped oxygen-deficient hematite. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1830-2

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