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鋅金屬電池由于其安全性好，成本低和環境友好等特點，被認為是非常有潛力的儲能系統。然而，不可控的鋅枝晶生長和嚴重的腐蝕現象阻礙了其商業應用。

在此，南京大學姚亞剛教授，揚州大學韓杰教授，薛攀等人通過將聚苯胺改性氧化石墨烯(表示為NPGO)/聚偏二氟乙烯溶液直接噴涂在普通玻璃纖維(GF) 隔膜的一側來制備功能化隔膜。

NPGO納米片上喹諾酮酰亞胺質子化和去質子化狀態之間的可逆轉變可以促進Zn²⁺的快速去溶劑化和轉移。因此，由于朝向Zn負極的NPGO納米片的離子篩分效應，空間電場以及Zn²⁺通量被有效地均勻化。

圖1. NPGO@GFs隔膜的結構表征

總之，NPGO@GFs隔膜能促進Zn均勻沉積，延緩枝晶形成。同時它對鋅電極腐蝕、析氫反應和副反應有明顯抑制作用。此外，NPGO修飾的超輕和超薄隔膜不影響電池整體的能量密度，顯然優于其他策略。

結果顯示，當配備NPGO@GFs隔膜，鋅對稱電池獲得了優異的循環穩定性（20 mA cm^-2下>3000次循環）和出色的庫侖效率，MnO₂||Zn全電池獲得了卓越的循環穩定性（500次循環，容量保持率為91.6%），因此，該工作提出了一種新穎的策略為鋅金屬電池的應用奠定了基礎。

圖2. NPGO@GFs隔膜的電池性能

Multiscale Ion-Sieving Separator with Selective Zn²⁺ Channels and Excellent Zn2+ Desolvation Kinetics for Dendrite-Free and Kinetics-Enhanced Zinc Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202305098

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姚亞剛/韓杰/薛攀AFM：多尺度離子篩分隔膜用于無枝晶和動力學增強的鋅金屬電池

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