近日
，环化学院化工系硕士钻研生丁洁在《Angewandte Chemie International Edition》上颁发题为“Zincophilic Sites Enriched Hydrogen-bonded Organic Framework as Multifunctional Regulating Interfacial Layers for Stable Zinc Metal Batteries”的钻研论文
，领导教员为吕丽萍副教授、王勇教授
。

水系锌金属电池（AZMBs）拥有理论容量高、环境敦睦、成本低、安全性高档诸多利益
，被以为是极具潜力的下一代储能系统
。然而
，锌金属负极面对的枝晶成长和严沉副反映这两大问题
，故障了其现实利用的过程
。枝晶成长问题和锌负极上严沉的副反映是高度有关的
，锌枝晶的成长会露出更多表表
，加快副反映
，而这一过程也使锌负极变得更粗糙
，从而导致更严沉的枝晶问题
。同时解决这些挑战对于提高AZMBs的机能和使用寿命来说极度关键
。因而
，设计一种既能推进均匀锌沉积又能抑造锌电极副反映的多职能涂层至关沉要
。

在这项钻研工作中
，作者利用三聚氰胺（MA）和均苯三甲酸（BTA）分子间自组装造备了一种富含亲锌位点的氢键有机框架（MA-BTA HOF）作为锌负极的多职能界面调控膜
。HOF框架结构的微孔和氢键环境有助于捕获水分子
，推进水合锌离子（[Zn(H₂O)₆]²⁺）脱溶剂化
，有效抑造了锌负极上的副反映
。MA-BTA HOF涂层还有助于形成亲电解质表表
，并援手锌露出更多的（002）晶面
，推进了Zn离子的急剧传导和均匀沉积
，同时减弱了副反映的产生
。此表
，HOF中丰硕的亲锌电化学活性位点（羰基、氨基和三嗪基团）有利于Zn离子的沉排、定向疏导和渗入
，为锌的均匀沉积提供了有利前提
。同时
，这一MA-BTA HOF涂层还拥有较高的杨氏模量
，赋予界面优良的柔韧性和不变性
，以招架锌电化学电镀/剥离过程中的机械应力
。

MA-BTA HOF涂层建饰的锌负极因而获得了高度循环不变性
，大大耽搁了AZMBs的工作寿命
。其中
，MA-BTA@Zn对称电池在4 mA cm^-2前提下可循环1000幼时以上
，显著优于裸锌电池
。MA-BTA@Zn||Cu半电池显示出高度可逆和不变的锌剥离/电镀过程
，在10 mA cm^-2的电流密度下
，循环次数超过1500次
，均匀库伦效能值达到99.5％
。此表
，MA-BTA@Zn||NVO全电池在1 A g^-1下循环1000圈后依然拥有71%的容量维持率

；诟缓仔课坏愕亩嘀澳芮饧谢蚣茏柿显谛拷鹗舾杭
；ぶ械淖暄心壳盎瓜视斜
，这项工作为新型有机框架资料在高不变性锌金属电池中的利用拓宽了思路
。

该论文第一作者为环化学院化工系21级硕士钻研生丁洁
，论文共同通讯作者为吕丽萍副教授和王勇教授
，亿万先生MR为唯一实现单元
。该钻研得到了国度天然科学基金、上海市创新团队的支持
。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416271