水系可充電鎳鋅電池面臨的主要挑戰是能量密度相對較低、循環穩定性較差，這主要是由于現有鎳基正極的容量和可逆性有限。此外，這些正極的制備程序復雜且不易擴展，這使得它們在大規模儲能方面的前景不佳。
在此，香港城市大學支春義教授利用MXene作為功能添加劑，有效改善了NiCo層狀雙氫氧化物（LDH）的電沉積制備。
文章要點
1）得益于鎳泡沫（NF）與電鍍溶液之間界面接觸的改善以及基于MXene添加劑的電鍍產物離子電導率的提高，所得無粘合劑NiCo LDH電極可實現超高面積負載（~65 mg cm-2），具有豐富的氧化還原反應活性表面，并保持了離子擴散和電荷轉移的短傳輸路徑。
2）制備的堿性 NiCo LDH 基電池具有高達 20.2 mAh cm2 (311 mAh g-1) 的高放電容量，并具有出色的倍率性能（120 mA cm-2 時為 9.6 mAh cm-2 或 148 mAh g-1）。由于 MXenes/LDH 基電極具有高結構和化學穩定性，因此在 10000 次循環后容量保持率為 88.6%，可實現出色的循環壽命。此外，還可以同時實現超高的面能量密度（31.2 mWh cm-2）和質量能量密度（465 Wh kg-1）。
這項工作啟發了先進正極材料的設計，以開發高性能水系鋅電池。
參考文獻
Ze Chen, et al, MXene Supported Electrodeposition Engineering of Layer Double Hydroxide for Alkaline Zinc Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411443
DOI: 10.1002/anie.202411443
https://doi.org/10.1002/anie.202411443
