锌离子电池

设计合成了一种二维MIL-88B(V)纳米棒锚定于石墨烯片的复合材料(MIL-88B(V)/rGO)，利用氧化石墨烯的空间限域作用调控MIL-88B(V) 的形貌，诱导二维MIL-88B(V)纳米棒在石墨烯表面的有序生长，并用于水系锌离子电池正极。

通过简单的化学还原结合冷冻干燥，成功构建了由超薄且富含氧空位的V2O5-x纳米片和石墨烯组成的新型三维V2O5-x@rGO气凝胶，其中超薄的V2O5纳米片显著缩短了离子传输距离，大的二维离子扩散通道（约1.15nm）和丰富的氧空位的结合大大促进了锌离子的扩散动力学，而在整个气凝胶电极上形成的三维连续导电网络由于无粘结剂的特性，确保了快速的电子传输。

总之，通过DLP方法制造了两种类型的3DG。还深入研究了3DG上3D空间中的锌电沉积分布。这项工作为调节3D 电极中的金属沉积和实现实用的锌金属电池提供了新的见解。

本文先进的ZIBs加上优异的机械柔韧性、高比容量和能量密度，未来将在高效储能和多元化利用方面占据重要地位。

石墨烯的引入使得聚合物层间距扩大，比表面积增高，暴露更多的活性位点存储阳离子，充分挖掘其理论容量，在0.05 A g–1下表现出超高的实际放电容量456 mAh g−1, 超过目前水系锌离子电池报道的聚合物正极材料实际放电容量。此外，石墨烯的引入还增大H+嵌入比例，提高表面赝电容贡献，使G-Aza-CMP电极具有更快的动力学效应，因此G-Aza-CMP电极还表现出优异的倍率性能（10 A g–1下有超过200 mAh g−1的放电容量）和循环稳定性（大电流密度10 A g–1下循环超9700圈，容量保持率为91.2%）。

综上所述，通过rGO纳米片在泡沫锌骨架上的界面组装，以及随后的机械压缩和干燥过程，开发了一种长期的无枝晶GiZn杂化箔阳极。与市售锌箔相比，所制备的GiZnhybrid箔具有更高的导电性和与电解质的润湿能力，从而降低了界面电阻。重要的是，GiZn杂化箔可以诱导锌的均匀形核和水平生长，并抑制可能的副反应，此外GiZn阳极还与MnO2基阴极组装，并实现了增强的电化学性能。因此，这种2D纳米片互穿锌箔阳极的策略将为合理设计先进的ZIB提供新的途径。

暨南大学王子奇教授及董留兵教授，香港理工大学费宾副教授和北京大学深圳研究生院潘锋教授等在本研究采用离子导电MOF和石墨烯设计功能隔膜。离子导电MOF具有三维周期排列的阴离子孔道，能引导Zn²⁺在内部的均匀传输；而石墨烯层能在锌负极表面建立额外的电子传输网络，在负极表面产生局部钝化时依旧能够维持电子均匀传输。在这种双功能隔膜的作用下，锌负极的电化学可逆性得到优化、锌离子电池的综合性能也有显著提高。

北京理工大学材料学院谢嫚副教授团队研究用简单的涂层工艺在锌箔上构建了氮掺杂石墨烯（NGO）的保护层。原位光学显微镜和质谱分析进一步证明，这石墨烯保护层减轻了氢的释放以及锌的水解。同时，丰富的 N 掺杂官能团调节 Zn 金属的沉积形态并抑制多孔枝晶的生长。