原位生长羧基化UiO-66修饰隔膜调控锌溶剂化结构实现无枝晶无腐蚀锌金属负极

本综述系统探讨了通过原位直接生长羧基化UiO-66（U-PVDF）隔膜调控锌离子溶剂化结构的新策略。该设计通过减少Zn2+配位水分子，有效抑制副反应（如HER和腐蚀），诱导（002）晶面择优沉积，显著提升锌对称电池（1500圈@6 mA cm?2）和Zn/NVO全电池的循环稳定性，为高性能水系锌离子电池（AZIBs）的开发提供了创新解决方案。

　　

Highlight

通过直接原位生长方法将UiO-66-(COOH)₂引入聚偏氟乙烯（PVDF）骨架（U-PVDF），实现了功能材料在隔膜表面及内部的均匀分布（图1a）。扫描电镜（图1b和图S1）显示UiO-66-(COOH)₂成功嵌入PVDF骨架且未破坏原有结构。

Conclusions

本研究提出的U-PVDF隔膜可有效替代传统玻璃纤维（GF）隔膜，实现无枝晶且副反应抑制的锌金属负极。原位生长技术使UiO-66-(COOH)₂均匀分散于PVDF骨架，在最小化厚度增加的同时最大化功能化效果。得益于PVDF骨架的机械强度及UiO-66-(COOH)₂的羧基与Zn²⁺强相互作用，U-PVDF隔膜显著调控锌离子溶剂化结构，减少水分子配位，抑制副反应并促进致密锌沉积。锌对称电池在6 mA cm^?2和2 mAh cm^?2条件下稳定循环1500圈无短路，Zn/NVO全电池也表现出优异循环与倍率性能。本研究为通过功能隔膜理性设计解决AZIBs瓶颈问题提供了新视角。