可充電水系鋅基電池（ZBBs）由于其高能量密度和低成本在便攜式電子設(shè)備和大規(guī)模儲能領(lǐng)域越來越受到關(guān)注。然而，ZBBs的進一步應(yīng)用仍面臨許多挑戰(zhàn)，包括副反應(yīng)（析氫、腐蝕和鈍化）和負極鋅枝晶形成等問題。因此，合理的負極設(shè)計對于高性能ZBB至關(guān)重要。
在此，中科院大連化物所李先鋒研究員等人綜述了鋅基電池負極面臨的挑戰(zhàn)、策略和前景。作者在綜述中首先深入分析與ZBB相關(guān)的副反應(yīng)（包括析氫反應(yīng) (HER)、腐蝕、副產(chǎn)物形成和鍍鋅過程中的鈍化）和面臨的鋅枝晶等問題產(chǎn)生的機理，然后總結(jié)了抑制這些不需要的電化學反應(yīng)的緩解策略的進展。
電解質(zhì)改性，包括鋅鹽和添加劑的優(yōu)化，對抑制副反應(yīng)和鋅枝晶非常有效；鋅負極材料的改性也能有效抑制副反應(yīng)和鋅枝晶的形成，包括在鋅負極上構(gòu)建保護層和鋅負極的結(jié)構(gòu)設(shè)計；導電或絕緣材料、親鋅或疏鋅材料以及致密或開放結(jié)構(gòu)都可用于水系ZBB中的保護層。此外，作者還深入說明了各種策略的相關(guān)機制。這一觀點將為構(gòu)建高性能和無枝晶的ZBB提供全面而深入的指導。
圖1. 析氫反應(yīng)、腐蝕、副產(chǎn)物形成和鈍化的機制
Anode for Zinc-Based Batteries: Challenges, Strategies, and Prospects, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00939
原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/02/7e45fd7ca5/
