复旦大学「国家优青」沈剑锋/叶明新&南开房华毅JACS | 高极性的共价有机框架用于水系锌电池！

本文针对锂离子电池在大规模储能应用中面临的原材料匮乏、成本高昂及安全性差等问题，提出可充电水系锌离子电池作为替代方案。研究通过截断单体策略设计了一种缺陷型氟化共价有机框架（FCOF-30），利用缺陷工程在骨架中引入极性氨基基团增强Zn²⁺捕获能力，并形成额外传输路径降低迁移能垒。实验表明FCOF-30隔膜的Zn²⁺扩散系数提升至9.83×10−10 cm²⋅s⁻¹，对称电池在10 mA cm⁻²条件下实现1200小时稳定循环。研究通过DFT计算提出"快速结合-快速迁移"机制，阐明Zn²⁺在缺陷结构中的传输行为，最终基于FCOF-30的Zn–I₂电池在20 C倍率下循环20000次容量衰减率仅0.00026%，为先进水系电池设计提供了新思路。