东北林大冯伟教授、哈工大蔡勖升研究员J POWER SOURCES综述：光充电锂离子和锌离子电池的最新进展和展望

第一作者：孙红丽

通讯作者：冯伟*，蔡勖升*

单位：东北林业大学，哈尔滨工业大学

随着全球能源日益匮乏，开发和利用可再生能源已迫在眉睫。在可再生能源中，太阳能是我们尚未有效利用的最重要的清洁能源之一。利用太阳能最突出的问题之一是阳光的间歇性。新开发的光充电电池可以有效地将太阳能转换并储存在双电极电池中，提供了一种独特的能量储存解决方案，其配置更简单，太阳能利用效率更高。然而，要开发具有高能量转换效率和循环稳定性的高性能光充电电池，仍有一些问题有待解决。

近日，来自东北林业大学的冯伟教授与哈尔滨工业大学的蔡勖升研究员合作，在国际知名期刊Journal Power Sources上发表题为“Advanced photo-rechargeable lithium- and zinc-ion batteries: Progress and prospect”的综述文章。该综述简要介绍了双电极光充电电池的工作机理，主要关注光充电锂离子电池和锌离子电池的重大研究进展和应用前景。此外，还介绍了高性能光充电式锂离子和锌离子电池的未来发展和潜在设计策略。

在光充电锂离子电池的研究过程中，研究人员主要采用方法的是多种材料的物理混合的方法来制备光电极，这种方法获得了具有较高PESE和稳定性的光充电锂离子电池，但是，寻找和发现单一材料同样重要，GeSe材料的应用表明，单一材料也可以具有锂离子存储和光伏特性，这促使研究人员探索更多的可能性。同时，锂离子相关的光辅助电池近年来也得到了发展，一般来说，Li-O₂，Li-S PRBs的比容量高于Photo-LIB。对于高PESEs材料，光电极材料的探索仍有很大的进展空间。此外，虽然Li–CO₂电池可以实现高比容量，用于Li-CO₂电池的高PESE和轻微极化的光电极材料将成为PRB领域的新研究课题。

与锂金属阳极相比，锌金属阳极具有更高的设备稳定性和安全性。首先，钒基材料作为环保材料，已被广泛用于制造ZIB，尤其是光充电电池。其次，研究者还将COF材料与光充电锌离子电池进行结合，最后，我们还可以看到部分研究已经将光充电电池的应用场景进行了演示。同时，锌离子相关的光辅助电池近年来也得到了发展，研究者们利用能带组合和材料形貌等方法将PESE和稳定性进行提高。

Advanced photo-rechargeable lithium- and zinc-ion batteries: Progressand prospect

冯伟教授简介：2006-2017年在哈尔滨工业大学获得学士、硕士和博士学位。2017年加入东北林业大学，现为化学化工与资源利用学院教授。长期从事纳米光电材料、光电储能材料和柔性仿生材料的研究和开发。在国际著名期刊Advanced Materials, ACS Nano, Nano Letters, Advanced Functional Materials等发表SCI论70余篇。担任SCI期刊Nano Materials Science、Progress in Natural Science: Materials International及中文核心期刊《稀有金属》青年编委。

蔡勖升研究员简介：蔡勖升，2015年博士毕业于台湾清华大学材料科学工程学系，2018-2019在德国亥姆霍兹研究中心离子束物理与材料研究所客座研究员（德国洪堡学者），2019年加入哈尔滨工业大学，现职空间环境与物质科学研究院准聘研究员/物理学院博士生导师，主要致力于离子束合成制备各种二维材料及离子电池电极材料开发。在国际著名期刊Nano Energy等发表SCI论40余篇。

孙红丽，东北林业大学硕士生，研究方向为光储能材料与器件

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