鋅枝晶極大地限制了水性鋅基電池的發(fā)展。解決這一挑戰(zhàn)的一個(gè)潛在方法是使用高模量隔膜。然而，在單個(gè)隔膜中同時(shí)實(shí)現(xiàn)高模量和大離子電導(dǎo)率仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
受木質(zhì)結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，南京林業(yè)大學(xué)Jizhang Chen通過(guò)設(shè)計(jì)一種各向異性和可生物降解的隔膜打破了這種權(quán)衡。
文章要點(diǎn)
1）這種設(shè)計(jì)顯著提高了沿取向方向的模量，同時(shí)促進(jìn)了 Zn2+ 離子通過(guò)垂直排列通道的快速傳輸。此外，這種配置解決了低隔膜厚度和良好的枝晶抑制能力之間的矛盾。這些優(yōu)點(diǎn)得到了有限元模擬和全面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的支持，這也強(qiáng)調(diào)了模量增強(qiáng)對(duì)隔膜的關(guān)鍵作用。
2）通過(guò)使用各向異性隔膜，可以延長(zhǎng) Zn|| Zn 電池的使用壽命，同時(shí)提高全電池的循環(huán)性能。這項(xiàng)工作提出了一種改進(jìn)隔膜以實(shí)現(xiàn)無(wú)枝晶金屬電池的策略。
參考文獻(xiàn)
Ma, H., Chen, H., Chen, M. et al. Biomimetic and biodegradable separator with high modulus and large ionic conductivity enables dendrite-free zinc-ion batteries. Nat Commun 16, 1014 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-56325-8
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56325-8
