朱英杰/陶景超/李恒 AEM: 五微米厚的芳纶纳米纤维隔膜可用于高能量密度水系锌离子电池的高可逆锌负极

金属阳极对水系锌离子电池（ZIB）的实际应用构成了重大障碍。本文报告了一种超薄（5 µm）芳纶纳米纤维（ANF）隔膜，以提高锌阳极的稳定性和锌离子电池的能量密度。通过系统的实验研究和DFT模拟，证明了具有独特表面极性的ANF隔膜可以改变溶剂化构型、促进解溶解并调节Zn2+ 离子的沉积方向。因此，在5 mA cm-2/2.5 mAh cm-2 条件下，与传统玻璃纤维隔膜相比，使用ANF隔膜的锌阳极的运行时间延长了85 倍，超过了850 h。即使在50%和80%的苛刻放电深度条件下，锌阳极仍能分别维持超过475 小时和200 小时的循环时间。在低负容量/正容量比（2.64）的全电池中，将这种ANF隔膜与薄锌阳极和高铝容量Mn2.5V10O24∙5.9H2O阴极配对使用，可实现卓越的重力/体积能量密度（129.2 Wh kg-1/142.5 Wh L-1），远远超过文献中报道的大多数ZIB同类产品。这项研究为促进高能量水系ZIB的利用提供了一种前景广阔的超薄隔膜。

图文简介

ANFs的制备与表征

ANF隔膜的微观结构和力学性能

隔膜的离子传输特性

ANF隔膜在Zn//Zn对称电池中的电化学性能评价

ANF隔膜在低氮磷比值Zn//高负荷MVOH全电池中的电化学性能评价

论文信息

通讯作者： Ying-Jie Zhu, Jingchao Tao, Heng Li