編號：CYYJ02604
篇名：水系鋅離子電池鋅負極保護策略
作者：韓東 馬陶 孫田將 張維佳 陶占良
關(guān)鍵詞： 水系鋅離子電池 儲能 鋅負極 電鍍/剝離 枝晶 保護策略
機構(gòu)： 南開大學化學學院新能源材料化學教育部重點實驗室
摘要： 水系鋅離子電池采用金屬鋅作為負極材料,具有綠色環(huán)保、安全等優(yōu)勢,有望用于大規(guī)模儲能。鋅金屬的儲量比鋰更加豐富,也更容易開采與提純。同時,鋅具有較低的氧化還原電位(-0.76V vs SHE)和較高的理論比容量(820 mAh·g-1)和體積容量密度(5854 mAh·cm-3)。由于充放電過程中存在鋅枝晶和不可逆副產(chǎn)物(如H2、ZnO、Zn4(OH)6SO4)等問題,造成鋅負極的庫侖效率較低,嚴重縮短了電池的循環(huán)壽命,限制了其實際應用。本文針對鋅負極在實際應用中遇到的困難與瓶頸,從微觀層面分析了鋅負極沉積/溶解的動力學與熱力學機理,并從鋅電極表面改性、鋅片內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電解液改性和新型隔膜等方面,介紹了鋅負極保護的各種策略,并通過具體實例,分析了其制備方法和改性機理以及最終對電池性能的改善效果,為實用高效的鋅負極保護方法提供了思路。最后,文章討論了鋅負極在商業(yè)化過程中面臨的機遇和挑戰(zhàn),并對未來的研究前景和熱點進行了展望。
