阴离子MOF单离子导体

−40°C仍超快导锌

一种阴离子金属有机框架电解质，让锌离子在宽温域内快速且单一地传导，摆脱传统电解质的离子耦合与低温失效。

夏庆春 · Xuxiao, Ma · 邱朋涛 · 袁国赞 · 陈学年

Journal of the American Chemical Society 2025

参数信息

离子电导率

0.83 mS cm⁻¹

离子电导率

2.75 mS cm⁻¹

离子电导率

7.9 mS cm⁻¹

Zn²⁺迁移数

0.90

活化能

0.19 eV

比容量

497 mAh g⁻¹

比容量

420 mAh g⁻¹

循环保持率

100 %

技术优势

-40 °C还能跑

阴离子MOF的开放孔道为Zn²⁺提供低势垒路径，低温下离子电导率仍达0.83 mS cm⁻¹。

几乎只导锌离子

骨架固定阴离子，Zn²⁺迁移数高达0.90，显著抑制浓差极化与副反应。

循环2500次不掉量

在10 A g⁻¹电流下，准固态锌电池经历2500次循环后容量和库仑效率保持率均为100%。

应用场景

• 锌离子电池：用这种MOF作准固态电解质，锌电池在室温和-40 °C下都能高倍率稳定循环。
• 固态电解质：MOF骨架固定阴离子，只允许Zn²⁺迁移，兼顾电导率与界面稳定性。
• 宽温域储能：从-40 °C到120 °C电导率可达0.83–7.9 mS cm⁻¹，适用于宽温域储能。