​三单位AFM：基于MOF的选择性离子传输层稳定水系锌离子电池

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​三单位AFM：基于MOF的选择性离子传输层稳定水系锌离子电池
由于钒离子从阴极析出加速了腐蚀，以及锌金属阳极上枝晶的不均匀生长，水系锌离子电池（阴极为氧化钒）的实际应用受到了限制。
​三单位AFM：基于MOF的选择性离子传输层稳定水系锌离子电池
图1. MOF-801纳米粒子及选择性离子传输层的表征
韩国岭南大学Kwang-Soon Ahn、高丽大学Seung-Ho Yu、首尔大学Yung-Eun Sung等基于电解液中水合锌离子（4.30 Å）和钒离子（8.34 Å）之间的尺寸差异，在锌箔上均匀涂覆了MOF-801纳米粒子（孔径为6.0 Å），以形成选择性离子传输层。
研究显示，选择性离子传输层产生的均匀锌离子通量可使水合锌离子均匀传输并促进锌的均匀沉积，从而使对称电池具有低过电位（17.4 mV）和高循环稳定性（1000 h）。此外，选择性离子传输层的孔隙小于钒离子，阻止了钒离子向锌阳极的迁移，从而减少了对锌阳极的腐蚀。
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图2. 原位界面观察
另外，选择性离子传输层上存在较大的孔隙，这有利于锌离子的均匀流动，从而使锌沉积平滑均匀，不会产生锌枝晶。这种有益的效果导致了对称电池在1.0 mA cm−2、1.0 Ahcm−2条件1000 h和在35%放电深度（DOD）条件下700 h的优异循环稳定性。因此，水系锌离子电池表现出显著的循环稳定性，全电池在5.0 A g−1的条件下，2000次循环后仍保持86%的容量。
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图3. 全电池性能
Selective Ion Transport Layer for Stable Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310884

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