施思齐/刘波/陈继章AFM：隔膜的筛分效应实现无枝晶的耐用水系锌离子电池

锌枝晶和寄生反应对水系锌离子电池（AZB）的循环性影响很大。虽然事实证明隔膜改性能有效解决这些问题，但所开发的大多数隔膜都太厚，无法满足实际要求。

图1. UiO-66-NH2调节Zn²⁺离子配位和迁移的基础

上海大学施思齐、井冈山大学刘波、南京林业大学陈继章等将一种氨基（-NH₂）官能化的Zr基金属有机框架（MOF，UiO-66-NH₂）与木质纤维素（LC）相结合，通过直接的真空过滤技术开发了用于AZB的复合隔膜（LC@UiO-66-NH2）。

由此产生的隔膜具有几个值得注意的优点，包括20 μm的低厚度、47.4 MPa的高机械强度、优异的柔韧性、良好的亲水性和良好的离子传导性。值得一提的是，-NH₂极性基团已被证实能与Zn²⁺和H₂O产生强烈的相互作用，这有利于Zn²⁺离子通量的均匀性和H₂O分子的固定。因此，这种复合隔膜可以增加Zn²⁺离子迁移数，降低脱溶剂化活化能，促进均匀的锌沉积，加快锌沉积动力学，抑制析氢寄生反应。

图2. Zn//Zn电池的电化学性能

受益于上述优势，采用这种复合隔膜后，锌电极在电流密度为2 mA cm^-2时的工作寿命超过了2000小时，并具有显著的无枝晶特性，即使在25 mAh cm^-2的超高容量条件下仍可正常工作。此外，由此产生的锌//二氧化锰电池还具有卓越的倍率能力和出色的循环性。总体而言，这项研究为利用氨基官能团抑制水系电池中的不利现象提供了新的见解。

图3. Zn//Cu、Zn//MnO₂和Zn//AC ZHSs的电化学行为

Amino-Enabled Desolvation Sieving Effect Realizes Dendrite-Inhibiting Thin Separator for Durable Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202307384

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