Continuous Amorphous Metal–Organic Frameworks Layer Boosts the Performance of Metal Anodes

材料科学 阳极 过电位 无定形固体 图层(电子) 化学工程 金属 电化学 复合材料 冶金 电极 结晶学 化学 工程类 物理化学
作者
Yang Xiang,Liyuan Zhou,Pingping Tan,Shuai Dai,Yannan Wang,Shu‐Juan Bao,Yingying Lü,Yinzhu Jiang,Maowen Xu,Xuan Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (19): 19275-19287 被引量:36
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c06367
摘要

Employing metal anodes can greatly increase the volumetric/gravimetric energy density versus a conventional ion-insertion anode. However, metal anodes are plagued by dendrites, corrosion, and interfacial side reaction issues. Herein, a continuous and flexible amorphous MOF layer was successfully synthesized and used as a protective layer on metal anodes. Compared with the crystalline MOF layer, the continuous amorphous MOF layer can inhibit dendrite growth at the grain boundary and eliminate ion migration near the grain boundary, showing high interfacial adhesion and a large ion migration number (tZn2+ = 0.75). In addition, the continuous amorphous MOF layer can effectively solve several key challenges, e.g., corrosion of the zinc anode, hydrogen evolution reaction, and dendrite growth on the zinc surface. The prepared Zn anode with the continuous amorphous MOF (A-MOF) layer exhibited an ultralong cycling life (around one year, more than 7900 h) and a low overpotential (<40 mV), which is 12 times higher than that of the crystalline MOF protective layer. Even at 10 mA cm-2, it still showed high stability for more than 5500 cycles (1200 h). The enhanced performance is realized for full cells paired with a MnO2 cathode. In addition, a flexible symmetrical battery with the Zn@A-ZIF-8 anode exhibited good cyclability under different bending angles (0°, 90°, and 180°). More importantly, various metal substrates were successfully coated with compact A-ZIF-8. The A-ZIF-8 layer can obviously improve the stability of other metal anodes, including those of Mg and Al. These results not only demonstrate the high potential of amorphous MOF-decorated Zn anodes for AZIBs but also propose a type of protective layer for metal anodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
苑小苑完成签到,获得积分10
1秒前
5秒前
领导范儿应助103921wjk采纳,获得10
6秒前
6秒前
娜娜发布了新的文献求助10
9秒前
张继妖发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
英姑应助木光采纳,获得10
14秒前
orixero应助Linda采纳,获得10
15秒前
娜娜完成签到,获得积分20
16秒前
酷波er应助吾日三省吾身采纳,获得10
16秒前
103921wjk发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
深情安青应助黄诺采纳,获得10
21秒前
24秒前
27秒前
屿风完成签到 ,获得积分10
29秒前
31秒前
果果完成签到,获得积分10
32秒前
WYN发布了新的文献求助10
32秒前
妮妮完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
lcw完成签到,获得积分10
33秒前
CYY发布了新的文献求助10
34秒前
哭泣以筠完成签到 ,获得积分10
36秒前
36秒前
37秒前
大仙儿完成签到 ,获得积分10
37秒前
Linda发布了新的文献求助10
38秒前
38秒前
muyun发布了新的文献求助10
39秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得60
39秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
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 3780337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325661
关于积分的说明 10223791
捐赠科研通 3040806
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669006
邀请新用户注册赠送积分活动 798963
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758648