创纪录！港城大支春义/范俊，最新AM！

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-10-09 08:18

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研究概述

开发满足当前固态器件要求的新型离子导体迫在眉睫，但仍然充满挑战。

氢键离子共晶（HICs）是基于氢键和库仑相互作用的多组分晶体。

由于氢键网络和离子晶体的独特特性，HICs具有灵活的骨架。

更重要的是，它们表面的阴离子空位可能有助于解离和吸附多余的阴离子，在晶界处形成阳离子传输通道。

基于此，2024年10月6日， 香港城市大学支春义教授/范俊教授、宁波东方理工大学Bing Han 在国际期刊 Advanced Materials 发表题为《Hydrogen-Bonded Ionic Co-Crystals for Fast Solid-State Zinc Ion Storage》的研究论文。

在这里，研究人员通过调整锌盐和咪唑的比例优化的HIC，可以构建基于晶界的快速Zn ²⁺ 传输通道。

所获得的HIC固态电解质在室温和低温下具有前所未有的高离子电导率（25°C时约为11.2 mS cm ⁻¹ ，-40°C时约为2.78 mS cm ⁻¹ ），超低活化能（约为0.12 eV），在Zn对称电池循环过程中，即使在高电流密度下（5.0 mA cm ^-2 时小于200 mV）也能表现出低过电位同时抑制枝晶生长。

这种HIC还允许固态Zn||共价有机框架全电池在低温下工作，提供优异的稳定性。

更重要的是，HIC甚至可以支持锌离子混合超级电容器工作，实现非凡的倍率性能和与水基超级电容器相当的功率密度。

这项工作为设计易于制备、低成本和环境友好的离子导体提供了一条路径，这些离子导体具有极高的离子电导率和优异的界面兼容性。

图文解读