具有集成质量传递选择性及动力学调控功能的改性隔膜，用于制备耐用的锌负极

《ACS Nano》：Functionalized Separator with Integrated Mass Transfer Selectivity and Kinetics Regulation toward Durable Zn Anodes

锌离子电池锌阳极界面稳定性提升研究：通过构建细菌纤维素功能化勃姆石（BM/BC）隔膜，利用表面极性基团锚定水分子和硫酸根离子，降低锌离子扩散势垒，实现0.81的高选择性迁移系数，使对称电池循环超2900小时，全电池循环超1000次，有效抑制副反应。

　　

在水系锌离子电池（AZIBs）中，锌阳极的耐久性较差，这主要是由于离子传输紊乱和反应动力学缓慢所致。在这项研究中，开发了一种功能性的隔膜，该隔膜由经过勃姆石（boehmite, BM）改性的细菌纤维素制成（BM/BC），用于调控离子传输，从而提高锌离子（Zn²⁺）传输的选择性和动力学性能。BM/BC隔膜利用其极性表面官能团与电解质之间的强相互作用，有效固定水分子（H₂O）和硫酸根离子（SO₄^2–）。这种固定作用促进了锌离子的脱溶剂化及选择性迁移，使得锌离子的传输数达到0.81，并显著抑制了界面副反应。此外，勃姆石的亲核性质减弱了纤维素链对锌离子的吸附作用，从而降低了锌离子的扩散屏障，加快了锌离子的传输速度并使传输更加均匀。因此，BM/BC隔膜有效减缓了锌阳极的界面降解。实验结果证明了这一点：在Zn||Zn对称电池中，电池寿命延长至超过2900小时；在Zn||MnO₂全电池中，循环稳定性超过1000次；在软包电池配置中，电池性能也表现出色。这项研究为高性能水系锌离子电池隔膜的设计提供了可行的策略和基础性见解。