Angew. Chem. ：离子型共价有机框架膜材料调控锌离子传输动力学实现高稳定锌负极

水系锌离子电池具有廉价、高安全性、环境友好等优点，在大规模储能领域展现出良好的应用潜力。然而锌金属负极面临析氢、腐蚀以及枝晶生长等挑战。其中，在锌负极表面修饰合适的人工界面层，可以改善锌离子的扩散方式和锌的成核过程，并阻隔水的腐蚀作用，提高锌负极的稳定性。

共价有机框架材料（COFs）具有丰富的孔隙结构及功能基团，能够有效调控离子传输并稳定电极/电解液界面。其中，离子型COFs（iCOFs）能够通过强静电作用选择性与目标离子结合，从而促进电解液中离子对的解离过程，降低离子去溶剂化势垒。此外，iCOFs中带电的骨架结构可引发层间静电排斥，缩短离子传输路径，进而提升锌离子在电极界面的传输动力学。

近日，苏州大学孙靖宇教授课题组在商业锌箔表面原位构筑了一种低结晶度的iCOF。其中，胍基基团可通过氢键作用固定水分子，重塑锌离子溶剂化结构，有效抑制副反应的发生。同时，带正电的iCOF骨架与SO₄^2-之间的库仑相互作用加速了Zn²⁺的解离过程，从而实现稳定的锌离子传输与均匀的锌沉积。组装的对称电池在50%的放电深度下可稳定循环300小时；当将iCOF优化的锌负极集成到软包电池中时，电池展示出0.35 Ah g⁻¹的容量，在循环650圈后仍具有98.72%的容量保持率。

该工作中构建的iCOF界面层为调控锌离子传输动力学提供了新思路，并可为锂、钠等其他金属电池的构筑提供借鉴。

论文信息

Dictating Zn²⁺ Transport Kinetics via Versatile Ionic Covalent Organic Framework for Robust Zn Metal Anodes

Yuhan Zou, Yongbiao Mu, Tian Wang, Ziang Chen, Zixiong Shi, Wenyi Guo, Tong Shen, Zixiang Meng, Prof. Jiyun Hu, Prof. Lin Zeng, Prof. Tao Liu, Prof. Jingyu Sun

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202510080