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水系鋅離子電池因其環境友好、高安全性和理論容量高等優勢，成為當下最有前景的儲能體系之一。然而，由于鋅金屬存在嚴重副反應以及鋅枝晶不可控生長等問題導致鋅負極的循環壽命短和庫侖效率（CE）低，嚴重阻礙了水系鋅離子電池的實際應用。

朱智強/肖金EnSM：具有羧基功能化孔道的MOFs作為高可逆鋅負極的多功能離子傳導界面

在此，湖南大學朱智強教授和湖南工業大學肖金副教授等人設計了一種具有羧基功能化孔道的金屬有機框架化合物（MOFs）UiO-66-(COOH)₂作為鋅負極的多功能離子傳導界面，顯著提升其循環穩定性。

因為UiO-66-(COOH)₂孔道內的羧基與水合鋅離子之間的強相互作用有助于在MOFs孔道中形成高濃電解質，并促進電解質的擴散和水合鋅離子的去溶劑化過程，從而抑制水誘導的副反應和枝晶生長。

圖1. 羧基化孔道與電解液之間的相互作用

圖2. UiO-66-(COOH)₂@Zn組裝全電池性能

研究表明，基于UiO-66-(COOH)₂@Zn的對稱電池的循環壽命在不同電流密度/面容量下的循環穩定性都得到了大幅提高。此外，以UiO-66-(COOH)₂@Zn為負極，V₂O₅·nH₂O為正極組裝的扣式電池以及軟包電池的倍率性能和循環壽命也得到了大幅提升，進一步證明了其實用化前景。

這項工作不僅為增強MOFs基涂層在穩定鋅負極方面的作用提供了新的范例，而且為開發適用于苛刻循環條件的金屬負極的先進人工離子導電界面提供了新思路。

Metal-organic frameworks with carboxyl functionalized channels as multifunctional ion-conductive interphase for highly reversible Zn anode，Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.01.006

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