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?陳忠偉/王新/程博聞Nano Energy：原位電泳沉積法構(gòu)建COF人工SEI，穩(wěn)定鋅金屬負極

水系鋅離子電池（AZIBs）因其成本效益、環(huán)保性和內(nèi)在安全性而備受關(guān)注。然而，AZIBs的自發(fā)表面腐蝕和不受控制的枝晶生長嚴重限制了其實際應(yīng)用。

圖1 iCOF膜的制備過程及負極穩(wěn)定機理的闡明

滑鐵盧大學陳忠偉院士、華南師范大學王新、天津科技大學程博聞等開發(fā)了一種具有離子共價-有機-框架（iCOF）納米片的人工固體電解質(zhì)界面（SEI），用于鋅負極保護。

研究顯示，iCOF納米片通過原位電泳沉積（ED）技術(shù)形成了具有多孔和豐富親鋅位點的人工SEI層，從而實現(xiàn)了高效的傳質(zhì)和電荷轉(zhuǎn)移。

獲得的iCOF-ED SEI層不僅能促進均勻的Zn²⁺通量，還能調(diào)節(jié)Zn²⁺溶劑化鞘，從而實現(xiàn)穩(wěn)定、均勻的Zn²⁺沉積。

圖2 鋅負極的形態(tài)表征

結(jié)果，受益于這種新型iCOF-ED SEI層，對稱電池以1 mA cm^-2的電流實現(xiàn)了超過1000小時的高穩(wěn)定性（過電位超低，約為50 mV），此外，半電池以2 A-g^-1的電流獲得超過1100 次循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)性能（平均庫侖效率高達 99.9%）。

總體而言，這一發(fā)現(xiàn)為人工SEI負極的規(guī)模化生產(chǎn)提供了一條簡便而有前景的途徑，從而促進了高性能AZIB的開發(fā)。

圖3 電化學性能研究

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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