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南開大學(xué)張凱團隊Angew.：功能化MOF人工SEI實現(xiàn)5000次循環(huán)鋅金屬電池！

水系鋅電池（AZB）具有高安全性和低成本的特點，但復(fù)雜的負極副反應(yīng)和枝晶生長嚴重地限制了其商業(yè)化。

圖1. Zn在不同襯底上的沉積示意以及功能電極的制備過程

南開大學(xué)張凱等提出了一種乙二胺四乙酸（EDTA）功能化的MOF-808（MOF-E）作為人工SEI來協(xié)同調(diào)節(jié)負極脫溶劑化和沉積過程。

實驗和理論研究證實，接枝在MOF-E通道中的EDTA基團作為離子捕獲的觸角，可與Zn²⁺有力地配合，加速了Zn²⁺的解溶劑化和傳輸過程。

MOF的孔隙具有均勻的誘導(dǎo)脫溶劑化位點，加上快速的離子傳輸通道，可引導(dǎo)水平排列的Zn沉積，其具有（002）的優(yōu)先方向。

圖2. Zn²⁺脫溶劑化過程的機制

因此，Zn沉積/剝離的CE提高到99.70%，Zn|MOFE@ Cu電池的壽命延長到2500次。MOF-E@Zn|KVOH（水合釩酸鹽，KV₁₂O_30-y-nH₂O）電池在8A g^-1時平穩(wěn)地運行了5000次后容量保持率達到90.47%。

此外，相應(yīng)的小軟包電池可使發(fā)光二極管（LED）即使在彎曲和切割的惡劣條件下也能發(fā)光?？傮w而言，這項工作擴展了為可持續(xù)負極設(shè)計SEI層的路線，促進了AZB的商業(yè)應(yīng)用。

圖3. 電化學(xué)性能研究

Bifunctional Interphase with Target-Distributed Desolvation Sites and Directionally Depositional Ion Flux for Sustainable Zinc Anode. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304503

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://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/14/bcc3c87df6/

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