化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (6): 840-848.DOI: 10.6023/A26010015 上一篇 下一篇
研究论文
马洪芳, 邓玉雪, 周平凡, 黄鹏, 吴岭, 曲会鑫, 李金焕*(
), 申来法*(
), 张校刚*(
), 佟浩*(
)
投稿日期:2026-01-13
发布日期:2026-05-20
基金资助:
Hongfang Ma, Yuxue Deng, Pingfan Zhou, Peng Huang, Ling Wu, Huixin Qu, Jinhuan Li*(
), Laifa Shen*(
), Xiaogang Zhang*(
), Hao Tong*(
)
Received:2026-01-13
Published:2026-05-20
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水系锌离子混合电容器具备超级电容器与电池的双重优势, 展现出高功率密度、低成本以及高安全性能, 成为极具开发潜力的储能器件之一. 但水系锌离子混合电容器仍面临一系列挑战, 尤其是锌负极的问题, 包括枝晶生长、腐蚀以及析氢反应. 鉴于金属有机框架(MOF)材料高孔隙率、高导电性的特性, 其被广泛用于锌负极改性. 本研究以MOF典型材料ZIF-8为基底, 合成过程中掺杂铟离子构建ZIF-8-In(III)人工界面保护层: ZIF-8的三维规整孔道可定向引导Zn2+迁移, In3+则调节孔道表面电荷增强正电性, 避免Zn2+团聚. 电化学测量和原位光学图像显示, ZIF-8-In(III)界面促进了锌离子均匀沉积, 同时有助于锌负极的防腐. 并且与ZIF-8@Zn和裸锌相比, 通过组装扣式电池, 对称的ZIF-8-In(III)@Zn涂层改性的锌电极电池表现出极低的极化电压, 并在2 mA•cm−2达到900 h的工作时间, 同时组装成锌离子电容器, 在1 A•g−1比容量约达到39.05 mAh•g−1, 可获得20000次的长循环寿命, 容量保持率接近100%.
马洪芳, 邓玉雪, 周平凡, 黄鹏, 吴岭, 曲会鑫, 李金焕, 申来法, 张校刚, 佟浩. 铟离子掺杂ZIF-8涂层修饰锌电极实现锌离子混合电容器长循环寿命[J]. 化学学报, 2026, 84(6): 840-848.
Hongfang Ma, Yuxue Deng, Pingfan Zhou, Peng Huang, Ling Wu, Huixin Qu, Jinhuan Li, Laifa Shen, Xiaogang Zhang, Hao Tong. Indium-Ion-Doped ZIF-8 Coating Modified Zinc Electrode for Long Cycle Life of Zinc-Ion Hybrid Capacitors[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(6): 840-848.
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