镍锌电池（Ni-Zn）因其高能量密度和功率密度，展现出广阔的应用前景。其中，层状氢氧化物（LHs）因其具有可调的Zn²⁺离子转移通道和高理论能量密度，常被用作Ni-Zn电池的正极材料。但因其缓慢的离子传输速率和结构不稳定性，使其进一步发展受到限制。其中一种解决方案可以通过插入客体离子或分子来提高电荷和离子的传输速率，从而促进氧化还原反应动力学和活性组分的参与程度。为了提升传统层状氢氧化物的反应动力学，可以通过在层间引入不同物质（包括分子、阳离子和聚合物等）进行调控。因此，设计结构稳定的层状Ni基正极材料，以实现高能量密度和高离子迁移动力学是具有挑战性的。

近日，庞欢教授团队提出了一种由氢氧化镍和芳香羧酸盐连接剂组成的镍基金属氢氧化物有机框架（MHOF）并采用一步溶剂热法制备了一系列同构的双金属I-M/Ni(OH)₂（M=Co²⁺, Cu²⁺，Fe²⁺和Mg²⁺）。其中Ni(OH)₂前驱体的-OH部分被-COO取代，每个Ni²⁺具有两种不同的配位环境，最终形成以芳香羧酸配体支撑的3D框架结构。所设计的插层材料扩大了层间距离，改善了离子迁移动力学，得到了令人满意的水系镍锌电池正极材料。该成果以“Metal-Hydroxide Organic Frameworks for Aqueous Nickel-Zinc Batteries”为题发表在Nano Letters上，论文第一作者为博士研究生王诗娴。

文章信息：

Shixian Wang, Yichun Su, Zhaocheng Jiang, Zhenyang Meng, Tianyi Wang, Meifang Yang, Weijie Zhao, Hanyi Chen, Mohsen Shakouri and Huan Pang*, Metal-Hydroxide Organic Frameworks for Aqueous Nickel-Zinc Batteries, Nano Lett. 2024, DOI:10.1021/acs.nanolett.4c04414

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04414