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近十年來，層狀氫氧化物基自支撐電極得到了發展，但其有效質量比較低，阻礙了其儲能的全面應用。

基于此，大連理工大學邱介山教授和于暢教授、美國勞倫斯伯克利國家實驗室Jinghua Guo、西北工業大學張秋禹教授（共同通訊作者）等人報道了通過設計亞微米厚度（超過700 nm）的F-取代β-Ni(OH)₂（Ni-F-OH）板，打破了層狀氫氧化物的固有限制，在碳基板上產生了29.8 mg cm^?2的超高質量載荷。

定制的超厚磷化材料上層結構實現了7144 mC cm^?2的超高比容量和優越的倍率性能（在100 mA cm^?2時達到79%）。

通過密度泛函理論（DFT）計算，作者研究了一系列F-取代β-Ni(OH)₂（記為NiF_x(OH)_2-x或Ni-F-OH）模型，以研究F-摻雜的影響。

作者給出了NiF_x(OH)_2-x對(100)、(110)和(001)切面的表面能的計算值，所有情況下(001)表面的表面能始終小于對應的表面能，特別是當摻雜水平較高時，表明了片狀形貌。對比Ni-F-OH，當OH^–被F^–取代時，其低表面能表現為厚度的增加。

在不同摻雜含量下，NiX_x(OH)_2-x（X=F, Cl, Br, I）典型分解反應的分解焓，其中F-摻雜β-Ni(OH)₂的熱力學性能更穩定。

在低摻雜比（X=1/12）下，所有鹵化物的分解反應都很不利，尤其是F；在較高的比例（X=2/3）下，F的分解反應更具挑戰性，而其他鹵素的分解反應在能量上變得有利，特別是Br和I。結果表明，F可以穩定地進入β-Ni(OH)₂的晶體結構，并對其表面能有很大的調節作用。

The Emerging Layered Hydroxide Plates with Record Thickness for Enhanced High-mass-loading Energy Storage.?Adv. Mater.,?2023, DOI: 10.1002/adma.202211603.

https://doi.org/10.1002/adma.202211603.

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