锌离子电池因其本征安全性和成本效益,在大规模储能系统方面具有重要意义。
然而,金属锌负极上不受控制的枝晶生长和缓慢的电极反应动力学阻碍了其实际应用。
基于此,2025年3月12日,暨南大学王子奇在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《A MOF@ZnIn2S4 Composite Quasi-Solid Electrolyte for Highly Reversible Zn-Ion Batteries》的研究论文。
为了克服这些限制,研究人员提出了一种基于金属有机框架@硫化锌铟复合材料的准固态电解质(M@Z)。这种创新的电解质具有较高的室温电导率(0.99 mS cm⁻¹)和提高的锌离子迁移数(0.54)。
具有微孔的金属有机框架组分确保了锌的均匀沉积,有效抑制了枝晶形成。同时,包裹在金属有机框架颗粒周围的硫化锌铟纳米片,在循环过程中促进在锌负极上形成有益的含铟/硫化锌的中间相,这减少了副反应并加速了负极反应动力学。
由于上述优点,锌对称电池实现了在低过电位下超过3130小时的稳定锌沉积/剥离,并能承受高达10 mA cm⁻²的临界电流密度。此外,使用M@Z电解质组装的钒基全电池在1.0 A g⁻¹下循环1000次后几乎不衰减,展现出卓越的循环稳定性。
A MOF@ZnIn2S4 Composite Quasi-Solid Electrolyte for Highly Reversible Zn-Ion Batteries, Advanced Functional Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202502344.
