안정적인 수계 아연 이온 배터리를 위한 선택적 이온 전이층

초록 수계 아연 이온 배터리(바나듐 산화물 기반 양극)의 제한된 수명은 양극에서 바나듐 이온이 leaching 되어 발생하는 부식과 아연 금속 음극의 고르지 않은 덴드라이트 성장으로 인해 실제 응용에서 제약을 받습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해질 내 수화된 아연 이온(4.30 Å)과 바나듐 이온(8.34 Å) 사이의 크기 차이를 고려했습니다. MOF-801 나노입자를(기공 크기 6.0 Å) 아연 포일에 균일하게 코팅하여 선택적 이온 전이층을 형성했습니다. 선택적 이온 전이층에 의해 생성된 균일한 아연 이온 플럭스는 수화된 아연 이온이 고르게 수송되도록 하고 균일한 아연 침착을 촉진하여 대칭 셀에서 낮은 초과 전압(17.4 mV)과 높은 사이클 안정성(1000 h)을 제공합니다. 또한, 바나듐 이온보다 작은 기공을 가진 선택적 이온 전이층은 바나듐 이온이 아연 음극으로 이동하는 것을 차단하여 부식을 감소시키고, 전지의 전체 셀 조건에서 2000 사이클 후 86%의 용량 유지를 기여했습니다. 본 연구는 코팅 층의 기공 크기가 수계 아연 이온 배터리의 장기 안정성에 영향을 미친다는 것을 보여주며, 다양한 금속 배터리에 대한 인터페이스 수정 재료를 선택할 때 가이드를 제공할 수 있습니다.