朱智強/肖金EnSM:具有羧基功能化孔道的MOFs作為高可逆鋅負(fù)極的多功能離子傳導(dǎo)界面 2023年10月11日 上午10:55 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 24 水系鋅離子電池因其環(huán)境友好、高安全性和理論容量高等優(yōu)勢,成為當(dāng)下最有前景的儲能體系之一。然而,由于鋅金屬存在嚴(yán)重副反應(yīng)以及鋅枝晶不可控生長等問題導(dǎo)致鋅負(fù)極的循環(huán)壽命短和庫侖效率(CE)低,嚴(yán)重阻礙了水系鋅離子電池的實際應(yīng)用。 在此,湖南大學(xué)朱智強教授和湖南工業(yè)大學(xué)肖金副教授等人設(shè)計了一種具有羧基功能化孔道的金屬有機框架化合物(MOFs)UiO-66-(COOH)2作為鋅負(fù)極的多功能離子傳導(dǎo)界面,顯著提升其循環(huán)穩(wěn)定性。 因為UiO-66-(COOH)2孔道內(nèi)的羧基與水合鋅離子之間的強相互作用有助于在MOFs孔道中形成高濃電解質(zhì),并促進電解質(zhì)的擴散和水合鋅離子的去溶劑化過程,從而抑制水誘導(dǎo)的副反應(yīng)和枝晶生長。 圖1. 羧基化孔道與電解液之間的相互作用 圖2. UiO-66-(COOH)2@Zn組裝全電池性能 研究表明,基于UiO-66-(COOH)2@Zn的對稱電池的循環(huán)壽命在不同電流密度/面容量下的循環(huán)穩(wěn)定性都得到了大幅提高。此外,以UiO-66-(COOH)2@Zn為負(fù)極,V2O5·nH2O為正極組裝的扣式電池以及軟包電池的倍率性能和循環(huán)壽命也得到了大幅提升,進一步證明了其實用化前景。 這項工作不僅為增強MOFs基涂層在穩(wěn)定鋅負(fù)極方面的作用提供了新的范例,而且為開發(fā)適用于苛刻循環(huán)條件的金屬負(fù)極的先進人工離子導(dǎo)電界面提供了新思路。 Metal-organic frameworks with carboxyl functionalized channels as multifunctional ion-conductive interphase for highly reversible Zn anode,Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.01.006 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://m.zzhhcy.com/index.php/2023/10/11/9798fe04c5/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 ?崔屹教授團隊Nature Energy:高熵電解質(zhì)助力鋰金屬電池實用化 2023年12月28日 張寧教授團隊Angew.:疏水性和快速Zn2+導(dǎo)電無機中間相的原位整合穩(wěn)定鋅金屬負(fù)極 2023年10月7日 ACS Catalysis:電化學(xué)CO2RR中選擇性生成CO與HCOOH的新見解 2024年4月30日 北理黃佳琦AEM: 解讀主體材料電導(dǎo)率對復(fù)合鋰金屬負(fù)極鋰沉積的影響 2023年10月29日 鄭耿鋒/羅干AEM:強堿性堿土金屬鈣鈦礦中低配位Cu位點實現(xiàn)高速CO2電還原為CH4 2023年10月7日 npj Comput. Mater.: 專用的高精度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勢能在鈦機械響應(yīng)中的應(yīng)用 2023年10月15日