朱智强/肖金EnSM：具有羧基功能化孔道的MOFs作为高可逆锌负极的多功能离子传导界面

水系锌离子电池因其环境友好、高安全性和理论容量高等优势，成为当下最有前景的储能体系之一。然而，由于锌金属存在严重副反应以及锌枝晶不可控生长等问题导致锌负极的循环寿命短和库仑效率（CE）低，严重阻碍了水系锌离子电池的实际应用。

在此，湖南大学朱智强教授和湖南工业大学肖金副教授等人设计了一种具有羧基功能化孔道的金属有机框架化合物（MOFs）UiO-66-(COOH)₂作为锌负极的多功能离子传导界面，显著提升其循环稳定性。

因为UiO-66-(COOH)₂孔道内的羧基与水合锌离子之间的强相互作用有助于在MOFs孔道中形成高浓电解质，并促进电解质的扩散和水合锌离子的去溶剂化过程，从而抑制水诱导的副反应和枝晶生长。

图1. 羧基化孔道与电解液之间的相互作用

图2. UiO-66-(COOH)₂@Zn组装全电池性能

研究表明，基于UiO-66-(COOH)₂@Zn的对称电池的循环寿命在不同电流密度/面容量下的循环稳定性都得到了大幅提高。此外，以UiO-66-(COOH)₂@Zn为负极，V₂O₅·nH₂O为正极组装的扣式电池以及软包电池的倍率性能和循环寿命也得到了大幅提升，进一步证明了其实用化前景。

这项工作不仅为增强MOFs基涂层在稳定锌负极方面的作用提供了新的范例，而且为开发适用于苛刻循环条件的金属负极的先进人工离子导电界面提供了新思路。

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

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朱智强/肖金EnSM：具有羧基功能化孔道的MOFs作为高可逆锌负极的多功能离子传导界面

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