Zinc-Ion Conductive Metal–Organic Framework Interfaces for Comprehensive Anode Protection in High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries

电偶阳极 材料科学 阳极 水溶液 导电体 离子 金属有机骨架 金属 无机化学 纳米技术 电极 阴极保护 化学 冶金 复合材料 有机化学 物理化学 吸附
作者
Gang Wu,Wuhai Yang,Yang Yang,Yoong‐Kee Choe,Eunjoo Yoo
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c18162
摘要

Aqueous zinc-ion batteries have attracted intensive attention because of their safety, low cost, and high theoretical capacity; however, their practical application is hindered by challenges, such as Zn dendrite formation, the hydrogen evolution reaction, and a limited cycle life. Herein, a zinc anode interface is prepared by combining sodium alginate (SA) with hydroxyl and carboxyl groups as a binder and zeolite imidazole framework (ZIF-7) as the ion transport channel. The carboxyl groups in SA exhibit strong Zn2+-ion affinity, forming a cross-linked structure with ZIF-7 and creating a self-reinforcing coating that promotes uniform Zn2+ ion flux while the ZIF-7 provides suitable ionic channels to enable oriented deposition. A ZIF-7/SA coated Zn anode (ZIF-7/SA@Zn) exhibited a high Coulombic efficiency of 99.7% after 1500 cycles at 10 mA cm-2 and 1 mA h cm-2. Even under high-current and high-capacity conditions (20 mA cm-2, 20 mA h cm-2), ZIF-7/SA@Zn maintained stable cycling for 500 h. When ZIF-7/SA@Zn was paired with a Zn0.25V2O5 cathode, the resultant full cell retained more than 77.2% of its capacity after 10,000 cycles at 3000 mA g-1. This work proposes a strategy to stabilize Zn anodes under high currents, advancing high-performance Zn-based energy storage systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
满城烟沙完成签到 ,获得积分0
1秒前
mark33442完成签到,获得积分10
3秒前
Cheney完成签到 ,获得积分10
5秒前
旋风吸入鸡屁股完成签到,获得积分10
12秒前
Hxq完成签到 ,获得积分10
29秒前
zhuosht完成签到 ,获得积分10
31秒前
云深完成签到 ,获得积分10
36秒前
俊逸沛菡完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
37秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
37秒前
戚雅柔完成签到 ,获得积分10
37秒前
isedu完成签到,获得积分10
38秒前
123完成签到 ,获得积分10
40秒前
磊磊完成签到,获得积分10
44秒前
任性翠安完成签到 ,获得积分10
46秒前
努力退休小博士完成签到 ,获得积分10
54秒前
科科通通完成签到,获得积分10
58秒前
Yue完成签到 ,获得积分10
1分钟前
皮汤汤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
666完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满的皮卡丘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhixian完成签到,获得积分10
1分钟前
迈克老狼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鱼圆杂铺完成签到,获得积分10
1分钟前
minuxSCI完成签到,获得积分10
1分钟前
melo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
loren313完成签到,获得积分0
1分钟前
qks完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Casey完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小梦完成签到,获得积分10
2分钟前
大知闲闲完成签到 ,获得积分10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
The Elgar Companion to Consumer Behaviour and the Sustainable Development Goals 540
Images that translate 500
Transnational East Asian Studies 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3843292
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3385578
关于积分的说明 10540764
捐赠科研通 3106166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1710900
邀请新用户注册赠送积分活动 823825
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774308