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盡管具有成本低、安全、環境友好和內在的不可燃性等優勢，但水系可充鋅基電池的廣泛應用一直被其低庫侖效率、鋅基負極上臭名昭著的枝晶生長以及正極的快速容量衰減所阻礙。

加州大學Richard B. Kaner、塔比阿特莫達勒斯大學Mir F. Mousavi等首次展示了一種高性能和超長壽命的鋅基超級電池。

圖1. ZMG||LDHS超級電池的示意圖和工作原理

具體而言，該電池由接枝在石墨烯氣凝膠（GA）納米復合材料上的混合ZnCO₃和MnCO₃（ZnCO₃MnCO₃）作為負極（陽極），硫化鎳鈷鐵層狀雙氫氧化物（LDHS）作為正極（陰極）。受益于所開發的電極活性材料更好的導電性和更高的電活性，當在三電極電池配置中進行研究時，ZnCO₃ MnCO₃@GA(ZMG)納米復合材料和LDHS電極表現出出色的比容量和優異的倍率性能，以及類似電池和電容的組合行為。

圖2. 三電極電池裝置中負極的電化學研究

因此，所制備的ZMG||LDHS超級電容器-電池混合裝置（超級電池）顯示出優異的性能，包括容量（12 A g^-1時為356 mAh g^-1_陰極）、倍率能力（300A g^-1時108 mAh g^-1_陰極）、比能量（568 Wh kg^-1_陰極）、比功率（429 kW kg^-1_陰極）、在100%的放電深度下經過17000次循環后容量保持（CR，99. 2%）和庫侖效率（CE，96.4%）。突出的高能量和高功率性能歸功于電極活性材料的有利結構特征和各組成元素之間的協同效應以及負極的贗電容特性，這種儲能裝置超過了以前報道的大多數鋅基儲能裝置。

圖3. ZMG||LDHS裝置的電化學表征

Super-Fast and Super-Long-Life Rechargeable Zinc Battery. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202202784

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AEM：超快、超長壽命可充鋅電池，1.7萬次循環容量保持99.2%！

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