杨维慎团队EES：MOF纳米片作为离子载体制备自优化锌负极

水系锌离子电池由于其低成本和高安全性，在电网存储中具有广阔的应用前景。然而，由于枝晶形式的无序金属沉积及其严重的水腐蚀性阻碍了其实际应用。

在此，中国科学院大连化物所杨维慎院士团队提出了“离子载体”的概念，以使离子通量与电场解耦。采用动态可回收的金属有机骨架纳米片作为Zn²⁺载体来容纳、传输和约束Zn²⁺离子，从而实现稳定、可预测和保形的Zn²⁺离子沉积。

因此，锌负极在循环过程中在形态和取向方面经历自优化过程。Zn的选择性（002）沉积产生了稳定的（002）结构，以及无副产物的表面。结果显示，无论是在Zn||Zn对称电池(6900 h)还是在全电池(6000次循环，容量保持90%)均可以实现Zn负极的高循环稳定性

图1. 电化学性能

总之，实验结果表明DMNs在锌负极循环过程中发挥着关键作用。裸锌电极逐渐重构为水平排列的片状形态和增强（002）的结构，同时伴随着电解质相关副产物的消除。相对纹理系数(RCT)为96.9的{002}纹理代表了迄今为止获得的最强取向。这种取向，以及片层状的形态，来自于DMNs约束下Zn²⁺离子的水平排列。

此外，ZSH副产物的消除来自于通过DMN配体自发转化为有用的Zn-MOF。在DMNs提供的持续优化下，Zn||Zn对称电池和Zn||NVO(或MnO₂)全电池在低倍率和高倍率下均具有出色的性能，形成了一个没有副产物的{002)纹理锌电极。更重要的是，“离子载体”策略的多功能性使其有可能扩展到其他可充电金属电池中。

图2. 电池性能

MOF Nanosheets as Ion Carriers for Self-Optimized Zinc Anode, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee01747h

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杨维慎团队EES：MOF纳米片作为离子载体制备自优化锌负极

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