东北大学EnSM: 水系锌离子电池高性能正负极用碳纳米材料的研究进展

水系锌离子电池（ZIBs）在安全和大规模储能应用方面具有巨大潜力。然而，较差的能量密度和使用寿命严重阻碍了ZIBs的实际应用。幸运的是，具有高导电性、化学稳定性和可调表面化学的碳纳米材料显示出解决ZIB中提到的挑战的巨大希望。

在此，东北大学董琰峰副教授等人总结了传统ZIBs的主要挑战，然后详细展示了 ZIBs正负极碳纳米材料的最新进展，其中突出了具有独特性能的碳纳米材料的关键作用，如导电基材、导电基质、封装层、正极的集流体，以及负极的锌主体材料和保护层。

最重要的是，其中特别强调了碳基电极的合成策略以及碳纳米材料和电极材料的协同效应。最后，简要讨论了用于高性能 ZIB 的碳纳米材料的几个挑战和前景。

图1. 用于水系ZIBs的碳纳米材料的主要进展

ZIBs中碳纳米材料的挑战和前景包括：（a）具有理想结构和表面化学的碳纳米材料的可控合成，（b）先进的原位表征，（c）无枝晶锌负极用碳纳米材料/锌和碳纳米材料/隔膜界面相容性的实现，（d）大规模储能，以及（e）柔性和可穿戴电子设备。

图2. ZIBs中碳纳米材料的挑战和前景

Recent progress of carbon nanomaterials for high-performance cathodes and anodes in aqueous zinc ion batteries, Energy Storage Materials. 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.004

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东北大学EnSM: 水系锌离子电池高性能正负极用碳纳米材料的研究进展

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