鋅枝晶和寄生反應(yīng)對(duì)水系鋅離子電池（AZB）的循環(huán)性影響很大。雖然事實(shí)證明隔膜改性能有效解決這些問(wèn)題，但所開(kāi)發(fā)的大多數(shù)隔膜都太厚，無(wú)法滿足實(shí)際要求。

圖1. UiO-66-NH2調(diào)節(jié)Zn2+離子配位和遷移的基礎(chǔ)

上海大學(xué)施思齊、井岡山大學(xué)劉波、南京林業(yè)大學(xué)陳繼章等將一種氨基（-NH2）官能化的Zr基金屬有機(jī)框架（MOF，UiO-66-NH2）與木質(zhì)纖維素（LC）相結(jié)合，通過(guò)直接的真空過(guò)濾技術(shù)開(kāi)發(fā)了用于AZB的復(fù)合隔膜（LC@UiO-66-NH2）。 由此產(chǎn)生的隔膜具有幾個(gè)值得注意的優(yōu)點(diǎn)，包括20 μm的低厚度、47.4 MPa的高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的柔韌性、良好的親水性和良好的離子傳導(dǎo)性。值得一提的是，-NH2極性基團(tuán)已被證實(shí)能與Zn2+和H2O產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，這有利于Zn2+離子通量的均勻性和H2O分子的固定。因此，這種復(fù)合隔膜可以增加Zn2+離子遷移數(shù)，降低脫溶劑化活化能，促進(jìn)均勻的鋅沉積，加快鋅沉積動(dòng)力學(xué)，抑制析氫寄生反應(yīng)。

圖2. Zn//Zn電池的電化學(xué)性能

受益于上述優(yōu)勢(shì)，采用這種復(fù)合隔膜后，鋅電極在電流密度為2 mA cm-2時(shí)的工作壽命超過(guò)了2000小時(shí)，并具有顯著的無(wú)枝晶特性，即使在25 mAh cm-2的超高容量條件下仍可正常工作。此外，由此產(chǎn)生的鋅//二氧化錳電池還具有卓越的倍率能力和出色的循環(huán)性?？傮w而言，這項(xiàng)研究為利用氨基官能團(tuán)抑制水系電池中的不利現(xiàn)象提供了新的見(jiàn)解。

圖3. Zn//Cu、Zn//MnO2和Zn//AC ZHSs的電化學(xué)行為

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