介孔MXene隔膜

Bu, Fanxing; Sun, Zhihao; Zhou, Wanhai; Zhang, Yanyan; Chen, Yongjin; Ma, Bing; Liu, Xiaoxu; Liang, Pei; Zhong, Chenglin; Zhao, Ruizheng; Li, Hongpeng; Wang, Lipeng; Zhang, Tengsheng; Wang, Boya; Zhao, Zaiwang; Jie Zhang, Jie; Li, Wei; Ibrahim, Yasseen S.; Elzatahry, Ahmed; Chao, Dongliang; Zhao, Dongyuan

介孔MXene隔膜

树突不失效

将锌枝晶主动消化为活性锌离子，实现稳定长循环。

卜凡兴 · Sun, Zhihao · 周万海 · Zhang, Yanyan · 陈永金 · Ma, Bing · Liu, Xiaoxu · 梁培 · Zhong, Chenglin · Zhao, Ruizheng · Li, Hongpeng · Wang, Lipeng · Zhang, Tengsheng · Wang, Boya · Zhao, Zaiwang · Jie Zhang, Jie · 李巍 · Ibrahim, Yasseen S. · Elzatahry, Ahmed · 晁栋梁 · 赵东元

Journal of the American Chemical Society 2023

参数信息

循环寿命: 2200 h
过电位: 50 mV

技术优势

枝晶自动复活

一旦形成枝晶，介孔MXene的丰富边缘Ti-O位点自发将其氧化回活性Zn²⁺，不会演变成死锌。

高倍率下仍长寿

在实用级电流密度5 mA cm⁻²下，对称电池稳定循环2200小时，电压极化始终低于50 mV。

无需改动电池

只需将介孔MXene包覆的聚丙烯隔膜替换现有隔膜，即可在锌电池中引入枝晶消化功能。

应用场景

水系锌离子电池：解决枝晶失效，使锌离子电池耐受长期高倍率循环。
锌金属负极：锌负极枝晶被主动消化，无需额外负极保护层。
MXene功能材料：介孔MXene的边缘效应被用于氧化枝晶，拓展功能化应用。