近日，团队通过在柔性聚合物凝胶膜上原位生长了沸石咪唑材料（ZIF-8），制备出了一种刚柔并济的复合隔膜（SZ）并应用于水系锌/钒电池体系。该隔膜利用与电池体系中相同的载流子（锌离子）构筑的金属有机框架实现对正极溶出物质的“锚定”，研究发现其不仅可以抑制正极活性材料钒的溶出和扩散，还能促使锌离子在负极表面均匀沉积，减少锌枝晶的生成，从而极大地提高了水系离子锌全电池的电化学性能。

【工作亮点】

• 隔膜的设计：选择海藻酸钠（SA）作为基底膜主要是考虑是其能通过Zn²⁺进行高效交联获得复合膜框架，这得益于Zn²⁺ 和 SA 上的羧酸基团之间的强络合作用。络合的 Zn²⁺ 作为离子源，保证在SA衬底上均匀、安全地生长出ZIF框架，从而获得了一种新型而坚固的隔膜（SZ），在水系锌离子电池中表现出优异的性能。
  
• 高分子-沸石复合隔膜的多功能性：SZ隔膜具有优异的机械性能、高Zn2+转移数和较高的电解质吸收率，使其成为玻璃纤维和滤纸等传统隔膜的替代品，有助于水系锌电池的商业化。
  
• 高效抑制钒类正极物质溶解和扩散：钒类正极初始溶解的V离子可以通过N-V键锚定在SZ隔膜上，形成离子屏障，从而抑制V的进一步浸出和穿梭。如果“预埋”部分V离子，人工构建离子屏障，则抑制溶解和扩散的效果更加明显。

他们通过在高分子基体上原位生长金属有机框架，开发了一种双功能复合隔膜，用于水系锌基储能系统。与传统的玻璃纤维隔膜相比，该复合隔膜可以显着提高 锌/钒电池的电化学性能。  这是因为它不仅可以在电化学过程中有效地固定了从正极溶出的钒离子，阻止钒基副产物的生成，还可以均匀化锌离子在负极表面的分布，缓解枝晶生长 。  最终，全电池表现出非常优异的循环性能。这项工作为电池隔膜的设计提供了新思路，具有很好的应用前景。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202315464