吸湿性钒基金属有机框架层助力锌离子电池实现高速深度充放电稳定运行
在高充放电倍率和高放电深度（DOD）条件下实现稳定运行的锌离子电池仍然具有挑战性，这主要是由于枝晶生长加剧和副反应增强。本工作提出一种新型吸湿性钒基金属有机框架（V‑MOF）作为多功能保护层，用于构筑高性能锌负极。所制备的电池能够在 85.5% 的高放电深度和 50 mAh/cm² 的高放电倍率下保持稳定且优异的性能。V‑MOF 的吸湿性使其能够剥离溶剂化壳层，并将水分以结合水/冰态水的形式捕获在其结构中，从而显著抑制副反应。此外，V‑MOF 涂层优化了电场分布，抑制了裂纹的产生，并通过构建亲电解液的光滑表面，即使在 50 mAh/cm² 的高倍率下也能减少锌枝晶的形成。因此，Zn/V‑MOF 对称电池在 50 mA/cm²（50 mAh/cm²）、85.5% DOD 的条件下可稳定运行超过 1000 小时。Zn/V‑MOF||V₂O₃/NC 全电池在 0.5 A/g 下的容量为 267 mAh/g，并表现出优异的倍率性能（在 20 A/g 下仍有 100 mAh/g）。此外，该电池在 5 A/g 下可稳定循环超过 3300 次。这些在高倍率和高放电深度下取得的结果充分展示了吸湿性 V‑MOF 在高性能锌负极及大规模水系电池中的巨大应用潜力。
服务对象 ： 西北工业大学
发表时间： 2025年12月9日
发表期刊： ADVANCED ENERGYMATERIALS
文章链接： https://doi.org/10.1002/aenm.202505767
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