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麥立強(qiáng)/何亮Small：一種具有超高倍率能力的耐用Ni-Zn微電池

小型化電子設(shè)備的供電設(shè)備非常需要具有良好維護(hù)的容量和高速率性能。盡管 Ni-Zn 微電池可以在一定程度上滿足需求，具有固有的快速動(dòng)力學(xué)，但由于重復(fù)的晶格應(yīng)變，它仍然遭受不可逆的結(jié)構(gòu)退化。

在此，武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、何亮副研究員等人通過原位電化學(xué)方法，包括納米多孔鎳的重構(gòu)和外延Zn(OH)₂納米相的引入，合理構(gòu)建了具有超高倍率性能的穩(wěn)定Ni-Zn微電池。

相互連接的納米多孔鎳的表面重建能夠提供足夠的導(dǎo)電性和反應(yīng)位點(diǎn)。為了保持高反應(yīng)性表面，在電還原過程中引入鋅離子，將氧化的 Ni-NiOOH還原為Ni-Ni(OH)₂/Zn(OH₎₂。外延非活性Zn(OH)₂部分極大地緩解了質(zhì)子嵌入/提取過程中的結(jié)構(gòu)變形。

圖1. 鎳微電極制作示意圖

因此，制備的鎳微電極在電流密度放大500倍時(shí)表現(xiàn)出63.8% 的容量保持率，并且改性氫氧化物有助于多孔結(jié)構(gòu)的良好穩(wěn)定性（10000次循環(huán)后容量保持率為 92%）。此外，當(dāng)以實(shí)用指標(biāo)測量組裝的Ni-Zn微電池時(shí)，可獲得出色的功率密度 (320.17 mW cm^-2) 和穩(wěn)定的快速充電性能（在3500次循環(huán)中容量保持率超過 90%）。

這種納米結(jié)構(gòu)的表面重建策略為電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了新的方向，豐富了集成微電子的高性能輸出單元。

圖2. 組裝的微型電池的電化學(xué)性能

A Durable Ni–Zn Microbattery with Ultrahigh-Rate Capability Enabled by In Situ Reconstructed Nanoporous Nickel with Epitaxial Phase, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103136

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/17/667deda3ea/

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