陈忠伟/王新/程博闻Nano Energy：原位电泳沉积法构建COF人工SEI，稳定锌金属负极

2023年10月4日下午7:00 • 顶刊解读

水系锌离子电池（AZIBs）因其成本效益、环保性和内在安全性而备受关注。然而，AZIBs的自发表面腐蚀和不受控制的枝晶生长严重限制了其实际应用。

图1 iCOF膜的制备过程及负极稳定机理的阐明

滑铁卢大学陈忠伟院士、华南师范大学王新、天津科技大学程博闻等开发了一种具有离子共价-有机-框架（iCOF）纳米片的人工固体电解质界面（SEI），用于锌负极保护。

研究显示，iCOF纳米片通过原位电泳沉积（ED）技术形成了具有多孔和丰富亲锌位点的人工SEI层，从而实现了高效的传质和电荷转移。

获得的iCOF-ED SEI层不仅能促进均匀的Zn²⁺通量，还能调节Zn²⁺溶剂化鞘，从而实现稳定、均匀的Zn²⁺沉积。

图2 锌负极的形态表征

结果，受益于这种新型iCOF-ED SEI层，对称电池以1 mA cm^-2的电流实现了超过1000小时的高稳定性（过电位超低，约为50 mV），此外，半电池以2 A-g^-1的电流获得超过1100 次循环的稳定循环性能（平均库仑效率高达 99.9%）。

总体而言，这一发现为人工SEI负极的规模化生产提供了一条简便而有前景的途径，从而促进了高性能AZIB的开发。

图3 电化学性能研究

Construction of Desolvated Ionic COF Artificial SEI Layer Stabilized Zn Metal Anode by In-Situ Electrophoretic Deposition. Nano Energy 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108799

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