水系鋅離子電池因資源豐富、安全性高、成本低廉等優勢備受關注。然而，鋅負極存在的枝晶、腐蝕及析氫問題嚴重影響鋅離子電池使用壽命，從而限制了其規?；瘧?。近日，暨南大學化學與材料學院教授董留兵團隊與清華大學深圳國際研究生院教授康飛宇團隊合作，在《先進材料》（Advanced Materials）發表了用于水系鋅電池的功能性超薄隔膜研究成果。

　　據介紹，鋅離子電池當前使用的隔膜（如玻璃纖維隔膜）極易在枝晶破壞下失效，且其高達數百微米的厚度會嚴重降低電池的體積能量密度，同時延長離子傳輸距離、增大電池內阻并導致電池倍率性能較差；相比之下，商用鋰離子電池隔膜厚度僅為25μm左右。因此，迫切需要發展適用于鋅離子電池的超薄隔膜，但如何避免鋅枝晶引起的超薄隔膜失效問題仍是挑戰。

　　該研究中，研究人員通過在低厚高強纖維素納米纖維膜基底表面設計MOF衍生的C/Cu納米復合修飾層實現了厚度僅23 μm且具有優異鋅負極穩定能力的功能性超薄隔膜。低厚高強纖維素納米纖維膜基底的納米孔結構、超低厚度和離子篩分功能有利于鋅離子快速而均勻的傳輸，而高比表面積C/Cu納米復合修飾層的鋅親和能力（特別是含雜原子C/Cu界面顯示出高度親鋅特性）為鋅沉積提供豐富低勢壘形核位點、改善鋅沉積動力學，二者協同調控鋅沉積界面化學，從而實現鋅負極穩定和超薄隔膜的持久耐用。

　　該研究不僅為穩定鋅負極提供了新的策略，同時為水系鋅離子電池超薄隔膜的設計提供了理論借鑒。

　　上述研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及廣東省基礎與應用基礎研究基金的資助。（來源：中國科學報 朱漢斌）

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