Batterie NiZn ultrarapide à haute capacité avec hydroxydes doubles stratifiés NiAlCo

Des batteries performantes, peu coûteuses, sûres et respectueuses de l'environnement sont importantes pour l'électronique portable et les véhicules électriques. Nous avons synthétisé des nanoplates d'hydroxydes doubles stratifiés NiAlCo (LDH) attachées à des nanotubes de carbone à parois multiples (NiAlCo LDH/CNT) comme matériau cathodique d'une batterie rechargeable NiZn dans des électrolytes alcalins aqueux. L'hydroxyde de nickel en phase α avec une morphologie ultrafine et un couplage fort aux nanotubes a permis d'obtenir une cathode avec une capacité élevée d'environ 354 mA h g−1 et 278 mA h g−1 aux densités de courant de 6,7 A g−1 et 66,7 A g−1, respectivement. Le co-dopage avec Al et Co stabilise de manière unique l'hydroxyde de nickel en phase α avec une perte de capacité faible d'environ 6 % sur 2000 cycles de charge et décharge à 66,7 A g−1. Les batteries NiZn rechargeables ultrarapides avec cathode NiAlCo LDH/CNT et anode zinc peuvent fournir une tension cellulaire d'environ 1,75 V, une densité d'énergie d'environ 274 W h kg−1 et une densité de puissance d'environ 16 kW kg−1 (basé sur les matériaux actifs) avec un temps de charge inférieur à 1 minute. Ces résultats ouvrent la voie à des batteries ultrarapides et sûres avec une haute densité d'énergie.