固态聚合物电解质(SPE)有望用于高性能锌金属电池(ZMB)，但它们面临着离子电导率低、Zn²⁺迁移数(t_Zn2+)有限以及电解质电极界面不稳定等关键挑战。

在这里，香港理工大学Songhua Cai，Zheng-Long Xu，上海交通大学Yanming Wang提出了一种有效的方法，涉及缺失连接金属有机骨架(MOF)催化的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)/聚丙烯酰胺(PAM)共聚物SPE，用于单个Zn²⁺传导和无缝电解质-电极接触。

文章要点

1）单个Zn²⁺传导是由OTF−阴离子锚定到缺失连接MOF的不饱和金属位点上而促进的，而PEGDA和PAM链与Zn²⁺离子竞争配位，促进快速的Zn离子传输。

2）全固态电解质在室温下同时实现了1.52 mS cm⁻¹的优异离子电导率和0.83的高t_Zn2+，以及均匀的Zn金属沉积（对称电池中1000次循环）和高Zn电镀/剥离效率（非对称电池中600次循环后>99%）。

3）SPE在Zn//VO₂全电池中的应用进一步得到证明，其使用寿命长达2000次循环，容量衰减率极低，仅为每次循环0.012%。

这项工作提供了一种有效的策略，即使用缺失连接剂MOF来催化竞争性配位共聚物以加速Zn²⁺离子传导，从而有助于未来设计全固态ZMB。

参考电竞投注官网

Xiaobin Hui, et al, Missing-Linker Defect Functionalized Metal−Organic Frameworks Accelerating Zinc Ion Conduction for Ultrastable All-Solid-State Zinc Metal Batteries, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c07907

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c07907