化物所李先锋ACS Energy Lett.: 锌基电池负极面临的挑战、策略和前景

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化物所李先锋ACS Energy Lett.: 锌基电池负极面临的挑战、策略和前景
可充电水系锌基电池（ZBBs）由于其高能量密度和低成本在便携式电子设备和大规模储能领域越来越受到关注。然而，ZBBs的进一步应用仍面临许多挑战，包括副反应（析氢、腐蚀和钝化）和负极锌枝晶形成等问题。因此，合理的负极设计对于高性能ZBB至关重要。
化物所李先锋ACS Energy Lett.: 锌基电池负极面临的挑战、策略和前景
在此，中科院大连化物所李先锋研究员等人综述了锌基电池负极面临的挑战、策略和前景。作者在综述中首先深入分析与ZBB相关的副反应（包括析氢反应 (HER)、腐蚀、副产物形成和镀锌过程中的钝化）和面临的锌枝晶等问题产生的机理，然后总结了抑制这些不需要的电化学反应的缓解策略的进展。
电解质改性，包括锌盐和添加剂的优化，对抑制副反应和锌枝晶非常有效；锌负极材料的改性也能有效抑制副反应和锌枝晶的形成，包括在锌负极上构建保护层和锌负极的结构设计；导电或绝缘材料、亲锌或疏锌材料以及致密或开放结构都可用于水系ZBB中的保护层。此外，作者还深入说明了各种策略的相关机制。这一观点将为构建高性能和无枝晶的ZBB提供全面而深入的指导。
化物所李先锋ACS Energy Lett.: 锌基电池负极面临的挑战、策略和前景
图1. 析氢反应、腐蚀、副产物形成和钝化的机制
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图2. 锌枝晶的形成和生长机制
Anode for Zinc-Based Batteries: Challenges, Strategies, and Prospects, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00939

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