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電化學(xué)儲(chǔ)能（EES）設(shè)備的快速發(fā)展需要多功能材料。鎳 (Ni) 基材料由于其獨(dú)特的性能特點(diǎn)、低成本、豐富性和環(huán)境友好性，被認(rèn)為是EES器件的有前途的候選材料。

在此，揚(yáng)州大學(xué)龐歡教授、江蘇科技大學(xué)于超教授等人討論了自2018年以來(lái)可充電電池用鎳基材料的最新進(jìn)展，包括鋰/鈉/鉀離子電池（LIBs/SIBs/PIBs）、鋰硫電池（LSBs）、鎳基水系電池和金屬空氣電池 (MAB)。

不同的Ni基材料，主要涉及金屬Ni、合金、Ni基氧化物、硫化物、磷化物、硒化物、氫氧化物、LiNi_xM_yM’_zO₂、NaNi_xM_yM’_zO₂等，根據(jù)電池的特定作用被討論用作負(fù)極、正極、正極主體、隔膜改性劑和催化劑。

一般來(lái)說(shuō)，具有不同功能的鎳基材料可用于不同的電池應(yīng)用。此外，還給出了上述可充電電池的簡(jiǎn)要比較和不同應(yīng)用對(duì)應(yīng)的鎳基材料的報(bào)道。接下來(lái)，作者詳細(xì)討論了材料、缺點(diǎn)和相應(yīng)策略之間的關(guān)系，總結(jié)了成分、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能之間的聯(lián)系。

圖2. 用于先進(jìn)可充電電池的鎳基材料總結(jié)

最后，作者簡(jiǎn)要討論了可充電電池鎳基材料的挑戰(zhàn)和前景：

1) 應(yīng)通過(guò)DFT計(jì)算和多功能原位表征技術(shù)探索各種鎳基正極材料的體積變化、相變和機(jī)械降解；

2）應(yīng)使用并進(jìn)一步研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元素?fù)诫s、表面改性和創(chuàng)新方法以開(kāi)發(fā)具有理想電化學(xué)性能的新型鎳基正負(fù)極材料；

3) 將具有限制效應(yīng)的NiX和具有電催化作用的金屬Ni相結(jié)合，這對(duì)于設(shè)計(jì)有效的LSB正極主體和隔膜至關(guān)重要；

4) 對(duì)于鎳基催化劑，需要研究理化參數(shù)（尺寸、組成、結(jié)構(gòu)、相等）對(duì)鎳基電催化活性的影響；

5）日常生活中方便實(shí)用的基于鎳基材料的設(shè)備（柔性電池、電動(dòng)汽車(chē)和微型醫(yī)療設(shè)備）需求量很大。

圖2. LiNi_xM_yM’_zO₂正極電流密度、循環(huán)次數(shù)與比容量/容量保持率的關(guān)系

Nickel-Based Materials for Advanced Rechargeable Batteries, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107928

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龐歡/于超AFM綜述: 用于先進(jìn)可充電電池的鎳基材料

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