中南大学唐俊涛、顾帅、北京大学庞全全AFM：多相调控 Janus 共价有机框架水凝胶电解质用于水系锌离子电池

背景：水系锌离子电池（AZIBs）因成本低、无毒等优势备受关注，但面临电解液泄漏、锌枝晶形成及析氢反应等挑战。传统聚合物水凝胶电解质的聚合物基质有限，而共价有机框架（COFs）虽具有有序离子通道，但固有疏水性等问题限制了其应用。研究目的：开发具有长程互连COF网络的水凝胶电解质，以提升离子导电性、抑制副反应和锌枝晶生长。结论：通过多相调控策略，成功制备了一系列Janus本征β-酮烯胺COF水凝胶电解质，其中富含亲水性─OH基团的COF-OH水凝胶表现最优，室温离子电导率达37.3 mS cm⁻¹，Zn²⁺迁移数为0.71，能有效抑制析氢反应和锌枝晶生长。应用于Zn/NH₄V₄O₁₀全电池时，在2 A g⁻¹下循环1000次后容量保持率达79.3%，展现出优异的电化学性能和稳定性，为下一代锌离子电池的开发提供了新途径。