在設(shè)計實用型水系鋅金屬電池（AZMBs）時，高效利用鋅負(fù)極成為關(guān)鍵因素，旨在解決低廉成本和高比能量的雙重需求。雖然AZMBs作為下一代能源存儲設(shè)備展現(xiàn)出巨大潛力，但目前研究主要集中于實驗室級別的紐扣電池，這些電池往往依賴于使用過量鋅作為負(fù)極，同時面臨枝晶生長和副反應(yīng)的挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用場景中，對負(fù)極容量/正極容量（N/P）比、電解質(zhì)重量/容量（E/C）比及鋅的有效利用等參數(shù)有著更為嚴(yán)格的要求?？紤]到這些因素，當(dāng)前報道的AZMBs很難滿足商業(yè)化過程中對能量密度和電化學(xué)性能的要求。 為了提升AZMBs的能量密度，降低N/P比成為了一個重要的研究方向?，F(xiàn)有的研究主要致力于通過增加正極的載量和比容量或優(yōu)化鋅負(fù)極的利用效率來實現(xiàn)低N/P比。盡管如此，目前尚缺乏對如何有效提高鋅負(fù)極利用率以及如何在提升能量密度與保持良好循環(huán)壽命之間取得平衡的系統(tǒng)性綜述。 安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的詹孝文教授和朱凌云教授等近日發(fā)表綜述文章，對此進(jìn)行了深入探討。文章首先梳理了提升鋅負(fù)極利用率所遇到的挑戰(zhàn)，隨后系統(tǒng)性地分析了三種主要的策略（如圖1所示），即采用超薄鋅箔、鋅粉復(fù)合負(fù)極和優(yōu)化電沉積襯底技術(shù)，詳細(xì)討論了這些方法在提高電化學(xué)性能（包括N/P比、倍率性能和循環(huán)壽命等）方面的效果及其作用機(jī)理。此外，文章還強調(diào)了提升鋅負(fù)極利用率對于實現(xiàn)高安全性和高能量密度AZMBs的重要性，并對未來高性能水系鋅金屬電池在實際應(yīng)用中的研究方向進(jìn)行了展望，為電池技術(shù)的進(jìn)步提供了寶貴的見解。
圖1 實現(xiàn)高利用率鋅負(fù)極的改性策略 論文信息 Design Strategies toward High-Utilization Zinc Anodes for Practical Zinc-Metal Batteries Jin Xiao, Chenbo Yuan, Le Xiang, Xiutao Li, Prof. Lingyun Zhu, Prof. Xiaowen Zhan Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202304149
