锌沉积过程中阴离子的不均匀消耗和电解液与负极的直接接触会产生锌枝晶和副反应，从而加剧空间电荷效应，阻碍锌金属电池的实际应用。本文采用电喷涂技术，利用集成微空间静电场可扩展制备了zmb负极保护用的异质金属团簇共价有机骨架(MCOF-Ti6Cu3)纳米片涂层(MNC)，批量实验量为>10 000 cm²。MNC@Zn对称电池在11 mAh cm⁻²，在10 000次循环中呈现超低过电位(≈72.8 mV)，优于裸锌和最先进的多孔晶体材料。理论计算表明，集成微空间静电场的MNC可以促进阳极的沉积动力学，使阳极的电场均匀化，从而显著提高zmb的寿命。

Scheme 1 综合微空间静电场电喷涂制备zmb锌镀层的MNC示意图。(a)集成微空间静电场对Zn负极保护涂层影响的示意图。(b)集成微空间静电场电喷涂制造MNC示意图。

图1 MCOF-Ti₆Cu₃纳米片的表征及MNC@Zn。(a) Ti₆和Cu3团簇缩合MCOF-Ti6Cu3的合成和结构示意图。(b) MCOF-Ti6Cu3纳米片的TEM图像。(c) MCOF-Ti6Cu3纳米片的AFM图像。(d)批量实验中大面积制造(10 000 cm2) MNC@Zn负极的照片图像。(e) MNC@Zn负极的俯视图和侧视图SEM图像。

图2 MNC@Zn和裸锌负极上的锌沉积行为。