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海南省电化学储能与能量转换重点实验室张定老师在Angewandte Chemie International Edition发表最新研究成果
发布时间:2025-08-30      作者:   来源:化学与化工学院

近日,我院海南省电化学储能与能量转换重点实验室张定老师,携手广西民族大学雷炳新教授、中山大学卢锡洪教授,针对镍锌电池正极材料氢氧化镍在实际应用中存在容量受限、倍率性能不足以及循环稳定性差的问题,提出了一种基于电子离域化驱动的双电子转移机制的NiCo-LDH正极材料设计策略。

研究团队通过在中空碳壳(HCS)表面构筑超薄NiCo-LDH层(NC@HCS),并引入Co掺杂,诱导NiO₆八面体结构发生畸变,使Nieg*轨道发生分裂与电子离域,从而在费米能级附近形成新的电荷转移轨道。这一电子结构调控显著降低了Ni(OH)₂的氧化电位,抑制了析氧副反应(OER)。超薄层状NiCo-LDH结构削弱了层间氢键作用,在脱氢过程中显著降低了脱氢能垒,从而促进了Ni(OH)₂ → NiOOH → NiO₂的高效转化。实验结果表明,NC@HCS5 A g⁻¹电流密度下实现了528 mAh g⁻¹的高比容量(面容量0.63 mAh cm⁻²),远远超过传统单电子转移材料的比容量。

该研究结果以“Electron Delocalization‐Driven Dual‐Electron Redox Chemistry in NiCo‐LDH for High‐Capacity Aqueous Ni–Zn Batteries”为题目发表在化学国际顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》(中国科学院分区SCI一区TopIF=16.9)上,并被期刊评选为VIP论文(Very Important Paper)。我校为第一通讯单位,张定老师为第一通讯作者兼一作,雷炳新教授和卢锡洪教授为共同通讯作者。