侴术雷/王舜/张旺/王佳兆AFM: 水系储能新兴电化学活化策略研究进展

电化学活化（ECA）策略是一种新兴的合成技术，可以通过原位或非原位电化学处理将惰性或弱活性物质转化为高活性材料用于水系储能。近年来，由于其操作简便、可变控制、效率高、灵活性强、适用性广而引起广泛关注。

在此，温州大学侴术雷教授、王舜教授、张旺及澳大利亚伍伦贡大学王佳兆教授等人总结了ECA策略的最新进展，包括其定义、一般实施方法及基本的活化机制到其在水系电池和电化学电容器中的广泛应用。多种材料已成功活化，极大地丰富了水系储能的适用电极材料。

此外，高性能水系储能装置在电化学性能（比容量/电容、倍率性能、循环稳定性等）方面也取得了很大的进步。然而，ECA策略的巨大潜力尚未得到充分发挥，因为它具有操作简便、易于操作、高效、灵活等优点。最重要的是，ECA策略能够原位电合成一些传统方法无法获得的新型电极材料。最后，作者讨论了剩余的挑战、潜在的解决方案和观点。

图1. ECA策略的基本机制示意图

在这个阶段，对ECA的更深入理解、其过程的精确控制及其他方面的一些关键挑战仍有待解决：

（1）ECA过程所涉及的内在机制仍有待进一步研究。迫切需要原位表征技术，如原位 XRD、原位拉曼光谱、原位XAS等，用于揭示动态活化的原位观测。

（2）目前，大多数工作都集中在ECA过程中的材料级演化，而很少考虑电解液成分和活化参数的影响。

（3）在大多数情况下，形貌、活性物质或中心、电化学活性表面积等在整个ECA过程中都会发生巨大的变化。因此，在未来的研究中如何处理差异和变异值得更多关注。

（4）ECA现象是否有统一的活化机制？这个问题在进一步的研究中值得关注，因为它可能有助于发展一种新理论。

图2. 水系储能ECA策略未来研究中值得关注的四个方面

The Emerging Electrochemical Activation Tactic for Aqueous Energy Storage: Fundamentals, Applications, and Future, Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202111720

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