梯度纳米多孔NiSe正极材料：硒空位限域策略助力高性能超级电容器与镍锌电池

本文报道了一种通过梯度纳米孔结构设计和硒空位调控策略制备的珊瑚状NiSe电极材料。研究通过EPR和DFT证实硒空位可优化电子能带结构并降低OH?吸附能，原位XPS揭示了充放电过程中的中间产物演变机制。该材料在超级电容器中展现1032.5 F g?1@1 A g?1的高比电容，组装的NiSe-1h//Zn电池具有171.5 mAh g?1的比容量和优异循环稳定性，为水系储能系统（SC/Ni-Zn电池）的双功能正极材料开发提供了新思路。

　　

Highlight

梯度纳米多孔NiSe正极材料通过创新的硒空位限域策略，实现了超级电容器和镍锌电池的高性能储能。

Results and discussion

图1a展示了NiSe的合成路线：通过水热法在泡沫镍上原位生长蜂窝状Ni-MOF前驱体纳米片阵列，再经硒化处理获得NiSe。XRD测试（图S1）显示前驱体为Ni₂(C₁₄H₉O₄)₄(C₈H₈O₄)，而44.8°和51.9°的强峰来自泡沫镍基底。

Conclusions

本研究通过梯度纳米孔结构和空位工程的协同设计，制备出高性能NiSe电极材料。EPR和DF计算证明硒空位能优化电子能带结构并降低OH^?吸附能，原位XRD则揭示了储能过程中中间产物的动态演变。该材料在超级电容器中实现1032.5 F g^?1@1 A g^?1的卓越比容量，组装的NiSe-1h//Zn电池更展现出171.5 mAh g^?1的高比容量和超长循环寿命，为下一代水系储能器件开发提供了重要参考。